KR101811278B1 - Oxide particle dispersed high entropy alloy for heat-resistant materials and method for manufacturing the same - Google Patents

Oxide particle dispersed high entropy alloy for heat-resistant materials and method for manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
KR101811278B1
KR101811278B1 KR1020160161139A KR20160161139A KR101811278B1 KR 101811278 B1 KR101811278 B1 KR 101811278B1 KR 1020160161139 A KR1020160161139 A KR 1020160161139A KR 20160161139 A KR20160161139 A KR 20160161139A KR 101811278 B1 KR101811278 B1 KR 101811278B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
alloy
phase
oxide
less
nano
Prior art date
Application number
KR1020160161139A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
홍순익
송재숙
Original Assignee
충남대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 충남대학교산학협력단 filed Critical 충남대학교산학협력단
Priority to KR1020160161139A priority Critical patent/KR101811278B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101811278B1 publication Critical patent/KR101811278B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12Both compacting and sintering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C32/00Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/001Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/006Making ferrous alloys compositions used for making ferrous alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/005Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/52Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with cobalt

Abstract

Provided are a high entropy dispersion-strengthening heat-resistant alloy, capable of ensuring high strength and ductility at high temperatures, and a method of manufacturing the same. The high entropy dispersion-strengthening heat-resistant alloy comprises: at least four metals selected from a group consisting 5 wt% or greater and less than or equal to 35 wt% of Fe; greater than 5 wt% and less than or equal to 35 wt% of Cr; greater than 5 wt% and less than or equal to 35 wt% of Ni; greater than 5 wt% and less than or equal to 35 wt% of Mn; and greater than 5 wt% and less than or equal to 35 wt% of Co. The matrix comprises at least one of finely dispersed nanosized second phase oxides consisting of Y_2O_3, TiO_2, Mo_2O_3, Al_2O_3, SiO_2, and ZrO_2.

Description

고 엔트로피 분산강화형 내열 합금 및 그 제조방법{OXIDE PARTICLE DISPERSED HIGH ENTROPY ALLOY FOR HEAT-RESISTANT MATERIALS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a heat-resistant high-entropy heat-resistant alloy and a method of manufacturing the same,

본 발명은 우주 항공, 비행체 엔진, 화학, 조선, 기계 등의 부품 소재 내지 극한 환경에서 사용되는 부품 소재 등에 사용될 수 있는 금속 합금에 관한 것으로서, 선택 산화를 통해 기지(Matrix) 내에 나노 크기의 제2상(산화물)을 형성시키고 균일하게 분포시켜 고온 비강도를 획기적으로 향상시킬 수 있는 고 엔트로피 분산강화형 내열 합금에 관한 것이다.
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a metal alloy which can be used for parts materials for aerospace, aviation engine, chemical, shipbuilding, machinery, and the like and for parts used in extreme environments. (Oxide) and uniformly distributing the high-temperature non-uniformity of the heat-resistant alloy, thereby remarkably improving the high-temperature non-strength.

현재 개발 사용되고 있는 합금들은 하나의 주요 원소에 소량의 원소를 첨가하는 방식으로 기계적 특성은 둘째 상의 존재에 의존한다. 이들 합금들은 산업 기술수준의 비약적 발전에 따라, 각종 소재에 대한 요구 특성이 기존 합금으로는 해결할 수 없는 복합 기능성 요구에 부응하고자, 최근에 새로운 합금 시스템으로 고 엔트로피 합금(High Entropy Alloy)으로 지칭된 새로운 종류의 물질들이 제안, 개발되고 있다. Currently developed alloys are based on the addition of a small amount of element to one major element, and the mechanical properties depend on the presence of the second phase. These alloys have been recently developed as a new alloy system called High Entropy Alloy in order to respond to the demands of complex functionality that can not be solved by existing alloys in accordance with the rapid development of industrial technology level. New types of materials are being proposed and developed.

상기 고 엔트로피 합금이란 금속간 화합물 형성을 통해 자유에너지 감소에 의한 화합물의 형성보다는 여러 원소의 혼합에 의해 배열 엔트로피(Configuration Etropy)의 증가가 커서 전체 자유에너지를 감소시켜, 다성분 합금원소들 간의 금속간 화합물이나 비정질 합금을 형성하는 것이 아니라, 여러 합금원소가 혼합된 고용체가 형성되는 합금을 의미한다.
The entropy alloys are formed by the formation of intermetallic compounds to increase the entropy of configuration due to the mixing of various elements rather than the formation of compounds by reduction of free energy, thereby reducing the total free energy, Means an alloy in which a solid solution in which various alloying elements are mixed is formed instead of forming an intermediate compound or an amorphous alloy.

상기 고 엔트로피 합금은 비특허문헌 1을 통해 알려지게 되었다. 상기 비특허문헌 1에서, 비정질 합금 또는 복잡한 금속간 화합물이 형성될 것으로 예상하고 제조한 다원소 합금 Fe20Cr20Mn20Ni20Co20이 예상과 달리 결정질의 FCC(Face Centered Cubic) 고용체로 형성되어 흥미를 불러 일으킨 합금이다. 상기 고 엔트로피 합금은 기존의 합금이 60~90 중량%의 주 합금원소에 다른 합금원소가 첨가되는 것에 비해, 4 내지 5 원계 이상의 합금원소가 비슷한 비율로 혼합됨에도 단상을 이루는 특이한 특성을 가지며, 이는 혼합에 의한 배열 엔트로피가 큰 합금계에서 발견된다.
The above-mentioned high entropy alloy is known through Non-Patent Document 1. In the above Non-Patent Document 1, a multi-element alloy Fe 20 Cr 20 Mn 20 Ni 20 Co 20 which is anticipated to form an amorphous alloy or a complex intermetallic compound is formed into a crystal of FCC (Face Centered Cubic) solid solution unexpectedly It is an alloy that has attracted interest. The above-mentioned entropy alloys have a unique characteristic of being single-phase, even though alloying elements of 4 to 5-member system or more are mixed at a similar ratio, compared with the case where other alloying elements are added to main alloying elements of 60 to 90 wt% Arrangement entropy due to mixing is found in large alloys.

상기 고 엔트로피 합금은 5 내지 35 at.% 사이의 원자 농도를 갖는 4종 이상의 금속 성분을 함유하며, 첨가된 모든 합금원소가 주 원소로서 작용하는 합금 시스템으로, 합금 내에 유사한 원자 분율로 인하여 높은 혼합 엔트로피가 유발되고 이에 금속간 화합물 또는 중간체 화합물 대신에 고온에서 안정한 간단한 구조의 고용체를 형성한다.
The high entropy alloy is an alloying system containing at least four metal components having an atomic concentration of between 5 and 35 at.% And all the alloying elements added serve as the main element. Due to the similar atomic fraction in the alloy, Entropy is induced and a simple structure solid solution stable at high temperature instead of an intermetallic compound or an intermediate compound is formed.

고 엔트로피 합금과 관련된 선행기술로서 특허문헌 1과 2가 있다. 상기 특허문헌 1은 다종 금속성분으로 V, Nb, Ta, Mo, Ti 등의 각 원소를 ±15 atomic% 이하의 편차로 포함되는 5종 이상의 금속 성분을 함유하며, 첨가된 모든 원소가 주 원소로서 작용하는 합금 시스템으로 면심입방 및/또는 체심입방 구조의 단상 고용체로 구성되는 고경도(hardness) 및 고탄성(modulus)을 구현하는 고 엔트로피 합금을 개시하고 있다. 그러나, 위와 같은 특허문헌 1은 고가의 무거운 합금원소들이 여러 종류 첨가되고, 첨가된 합금원소들 사이의 용융점 차이로 인한 제조공정의 어려움이 있다.
Patent literatures 1 and 2 are prior art related to high entropy alloys. Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a semiconductor device which comprises at least five kinds of metal components including various elements such as V, Nb, Ta, Mo, and Ti with deviation of ± 15 atomic% or less, Discloses a high entropy alloy which realizes hardness and high modulus composed of a single phase solid solution of a face-centered cubic and / or a body-centered cubic structure as an alloying system to function. However, the above-mentioned Patent Document 1 has various kinds of expensive heavy alloying elements added, and there is a difficulty in the manufacturing process due to the difference in melting point between the added alloying elements.

한편, 특허문헌 2는 세라믹 상(대표적으로 텅스텐 카바이드)과 다중 성분 고 엔트로 합금 분말을 분말 야금공정을 통해 제조된 고경도를 구현하는 고 엔트로피 합금에 관한 것으로서, 면심입방 및/또는 체심입방 구조의 단상 고용체로 구성되어 우수한 기계적 특성을 구현하는 기술입니다. 그러나, 상기 특허문헌 2와 같이, 세라믹계 물질을 사용하여 합금을 제조하는 경우에는 고온의 공정이 필요하기 때문에 제조가 어렵다는 문제가 있다.
On the other hand, Patent Document 2 relates to a high entropy alloy which realizes a high hardness produced by a powder metallurgy process in a ceramic phase (typically tungsten carbide) and a multi-component giant alloys powder, and has a face centered cubic and / Of single-phase solid solution. However, as in the case of Patent Document 2, there is a problem that it is difficult to manufacture an alloy using a ceramic material because a high-temperature process is required.

또한 , 특허문헌 3은 W20Ta16Nb24Mo20V18C2 다종 금속성분으로 이루어지는 고 엔트로피 합금에 주기지 조직을 강화시키는 제 2상(금속간화합물, 라베스상, 탄화물, 질화물 등의 세라믹 원소)을 1 내지 20 vol.% 이하가 포함되도록 하여 우수한 기계적 특성을 구현하는 기술로 다종 금속성분들이 산화물, 탄화물 또는 질화물 같은 세락믹 원소들을 쉽게 생성하는 성분들로 구성되어 있다.
Also, Patent Document 3 discloses that W 20 Ta 16 Nb 24 Mo 20 V 18 C 2 The second phase (a ceramic element such as an intermetallic compound, a Laves phase, a carbide, or a nitride) for strengthening the periodic structure is included in the high entropy alloy composed of a multiple metal component in an amount of 1 to 20 vol% Which consists of components in which the various metallic components readily generate the elements of the ceramic, such as oxides, carbides or nitrides.

미국 공개특허 US 2013/0108502 A1US Published Patent US 2013/0108502 A1 미국 공개특허 US 2009/0074604 A1US Published Patent US 2009/0074604 A1 미국 공개특허 US 2016/0201169 A1U.S. Published Patent Application No. 2016/0201169 A1

Matreial Science and Engineering A, Volumes 375-377, July 2004, page 213-218. Matreial Science and Engineering, Volumes 375-377, July 2004, pages 213-218.

따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 선택 산화방법을 적용하여 합금기지 내에 나노 크기의 제2상(산화물)을 형성시키고 균일하게 분산시켜줌으로써 고온에서 우수한 강도와 연성을 확보할 수 있는 고 엔트로피 분산강화형 내열 합금 및 이의 제조하는 방법을 제공함을 그 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in order to solve the problems of the prior art described above, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for forming a nano-sized second phase (oxide) A high entropy dispersion strengthening type heat resistant alloy and a method of manufacturing the same.

또한 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들에 한정되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
Further, the technical problems to be solved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems which are not mentioned can be understood from the following description in order to clearly understand those skilled in the art to which the present invention belongs .

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,According to an aspect of the present invention,

중량%로, Fe: 5% 초과 35% 이하, Cr: 5% 초과 35% 이하, Ni: 5% 초과 35% 이하, Mn: 5% 초과 35% 이하 및 Co: 5% 초과 35% 이하로 이루어진 그룹에서 선택된 4종 이상을 금속을 포함하며, Co: more than 5% to 35%, more than 5 to 35%, more than 5 to 35%, more than 5 to 35%, more than 5 to 35% Wherein at least four selected from the group are metals,

그 기지 내부에는 Y2O3, TiO2, Mo2O3, Al2O3, SiO2, ZrO2로 이루어진 나노 크기의 제2상 산화물 중 1종 이상이 미세하게 분산되어 있는 고 엔트로피 분산강화형 내열합금에 관한 것이다.
Wherein at least one nano-sized second phase oxide consisting of Y 2 O 3 , TiO 2 , Mo 2 O 3 , Al 2 O 3 , SiO 2 , and ZrO 2 is finely dispersed in the matrix, Resistant alloy.

또한 본 발명에서는 상기 나노 크기의 제2상 산화물은 내열 합금에 대한 중량%로 0.01~5.0% 범위로 함유되어 있음이 바람직하다.
In the present invention, it is preferable that the nano-sized second phase oxide is contained in the range of 0.01 to 5.0% by weight based on the heat resistant alloy.

보다 바람직하게는, 상기 나노 크기의 제2상 산화물은 0.01~2.0% 범위로 함유되어 있는 것이다.
More preferably, the nano-sized second phase oxide is contained in the range of 0.01 to 2.0%.

또한 본 발명은,Further, according to the present invention,

중량%로, Fe: 5% 초과 35% 이하, Cr: 5% 초과 35% 이하를 포함하고, Ni: 5% 초과 35% 이하, Mn: 5% 초과 35% 이하 및 Co: 5% 초과 35% 이하로 이루어진 그룹에서 선택된 4종 이상을 포함하는 기지 금속 분말과, Ni: more than 5% to 35%, Mn: more than 5% to 35%, and Co: more than 5% to 35% A base metal powder comprising at least four kinds selected from the group consisting of:

Y: 0.01% 초과 5% 이하, Ti: 0.01% 초과 5% 이하, Mo: 0.01% 초과 5% 이하, Al: 0.01% 초과 5% 이하, Si: 0.01% 초과 5% 이하 및 Zr: 0.01% 초과 5% 이하 중 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 제2상 형성을 위한 합금 원소 분말을 마련하는 공정;Y: not less than 0.01% to not more than 5%, Ti: not less than 0.01% to not more than 5%, Mo: not less than 0.01 to not more than 5%, Al: not less than 0.01 to not more than 5%, Si: Providing an alloy element powder for forming a second phase containing at least one metal selected from the group consisting of iron and iron;

상기와 같이 마련된 기지 금속 분말과 합금원소 분말을 혼합한 후, 성형하는 공정;Mixing and mixing the base metal powder and the alloy element powder prepared as described above;

상기 성형된 성형체를 700 ~ 1200℃의 온도범위에서 상기 합금원소를 선택 산화시킴으로써 기지 조직 내에 Y2O3, TiO2, Mo2O3, Al2O3, SiO2 및 ZrO2로 이루어진 산화물 그룹 중 선택된 1종 이상의 나노 크기의 제2상 산화물을 형성하여 균일하게 분산시키는 공정; The formed body is selectively oxidized in the temperature range of 700 to 1200 ° C to form an oxide group composed of Y 2 O 3 , TiO 2 , Mo 2 O 3 , Al 2 O 3 , SiO 2 and ZrO 2 A step of forming and dispersing uniformly at least one nano-sized second phase oxide selected from the group consisting of the first phase oxide and the second phase oxide;

상기 선택 산화된 성형체를 900 ~ 1,300℃의 온도범위에서 소결한 후 합금으로 제조하는 공정; 및 Sintering the selectively oxidized shaped body at a temperature in the range of 900 to 1,300 ° C, and then producing an alloy; And

상기 제조된 합금을 열간 가공한 후, 냉각하는 공정;을 포함하는 분산강화형 고 엔트로피 합금의 제조방법에 관한 것이다.
And a step of cooling the produced alloy by hot working, followed by cooling.

상술한 바와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 고 엔트로피 합금에 선택 산화를 통하여 나노 크기의 제2상(산화물)인 Y2O3, TiO2, Mo2O3, Al2O3, SiO2, ZrO2을 생성하여 균일하게 분산시킴으로써 나노 크기의 제2상이 균일하게 분산된 고용체를 형성할 수 있다.According to the present invention having the above-described constitution, the second phase (oxide) of the nano-scale is selectively oxidized to the Y 2 O 3 , TiO 2 , Mo 2 O 3 , Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 is produced and uniformly dispersed to form a solid solution in which the nano-sized second phase is uniformly dispersed.

이에 따라, 분산된 나노 크기의 Y2O3, TiO2, Mo2O3, Al2O3, SiO2, ZrO2 산화물이 기지 조직(matrix)에 균일하게 분포하여 기지를 강화시켜, 고온에서도 우수한 강도와 연성을 구현할 수 있으며, 이를 통해 고 엔트로피 합금의 보다 다양한 활용이 가능한 장점이 있다.
As a result, dispersed nano-sized Y 2 O 3 , TiO 2 , Mo 2 O 3 , Al 2 O 3 , SiO 2 , and ZrO 2 oxides are uniformly distributed in the matrix to strengthen the matrix, It is possible to realize excellent strength and ductility, and thus it is possible to utilize a wide variety of high entropy alloys.

도 1은 본 발명의 고 엔트로피 분산강화형 내열 합금의 미세조직을 나타내는 모식도로서, (a)는 선택 산화 전이며, (b)는 선택 산화 후의 미세조직을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 제조방법 일예를 나타낸 공정 순서도이다.
FIG. 1 is a schematic view showing the microstructure of the high entropy dispersion strengthening type heat resistant alloy of the present invention, wherein (a) shows before selective oxidation and (b) shows microstructure after selective oxidation.
2 is a process flow chart showing an example of the manufacturing method of the present invention.

이하, 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described.

본 발명의 발명자들은 고 엔트로피 합금의 강도와 연성 등의 기계적/물리적 특성을 향상시키기 위한 방법에 대한 연구와 실험을 거듭하였다. 그 결과, 다종성분들 중 기지 조직에서 금속원소를 선택 산화시켜 Y2O3, TiO2, Mo2O3, Al2O3, SiO2 및 ZrO2와 같은 2상 산화물 입자를 나노크기로 생성하여 기지 조직 내에 균일하게 분산시키는 방법으로 혼합 엔트로피(mixing entropy)를 증가시켜, 고온에서 고강도와 고연성을 구현할 수 있음을 인지하고 본 발명에 이르게 되었다.
The inventors of the present invention have repeatedly studied and experimented with methods for improving mechanical and physical properties such as strength and ductility of a high entropy alloy. As a result, the metal elements were selectively oxidized in the matrix of the matrix to produce nano-sized oxide particles such as Y 2 O 3 , TiO 2 , Mo 2 O 3 , Al 2 O 3 , SiO 2 and ZrO 2 And that the mixing entropy can be increased by uniformly dispersing the mixture in the matrix so that high strength and high ductility can be realized at a high temperature, leading to the present invention.

이하, 본 발명의 고 엔트로피 분산강화형 내열 합금에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, the high entropy dispersion strengthening type heat resistant alloy of the present invention will be described in detail.

먼저, 본 발명의 고 엔트로피 분산강화형 내열 합금의 조성에 대해 상세히 설명한다.First, the composition of the high entropy dispersion strengthening type heat resistant alloy of the present invention will be described in detail.

본 발명의 고 엔트로피 분산강화형 내열합금은, 중량%로, Fe: 5% 초과 35% 이하, Cr: 5% 초과 35% 이하, Ni: 5% 초과 35% 이하, Mn: 5% 초과 35% 이하 및 Co: 5% 초과 35% 이하로 이루어진 그룹에서 선택된 4종 이상을 포함하고, 그 기지 내부에는 Y2O3, TiO2, Mo2O3, Al2O3, SiO2, ZrO2로 이루어진 나노크기의 제2상 산화물 중 1종 이상이 미세하게 분산되어 있다.
The high entropy dispersion strengthening type heat resistant alloy of the present invention is characterized in that it contains Fe: more than 5% and not more than 35%, Cr: more than 5% and not more than 35%, Ni: more than 5% And Co: not less than 5% and not more than 35%. The base contains Y 2 O 3 , TiO 2 , Mo 2 O 3 , Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 And at least one of the nano-sized second phase oxides formed is finely dispersed.

먼저 본 발명에서 상기 Fe, Cr, Ni, Mn 및 Co는 고 엔트로피 분산강화형 내열 합금을 구성하는 원소로서, 4주기 천이원소 그룹이며, 원자반경의 차이 등이 작아 고용체 등을 이루기 적합한 원소들이다. 상기 Mn와 Ni는 면심입방(FCC) 고용체를 촉진시키는 원소이며, Co는 조직의 미세화, Cr은 내식성을 향상시킨다. In the present invention, Fe, Cr, Ni, Mn, and Co are elements constituting a high entropy dispersion strengthening type heat resistant alloy, and are four-group transition element groups. These elements are suitable for forming solid solution due to small difference in atomic radius. The Mn and Ni are elements promoting the face-centered cubic (FCC) solid solution, Co is the fine structure, and Cr improves the corrosion resistance.

상기 원소들의 함량이 5% 초과 35% 이하인 이유는 가능한 한 엔트로피를 극대화시킬 수 있는 균등 조성에서 일부 엔트로피의 변화를 유도하되 고용체 형성을 위한 엔트로피 범위를 벗어나지 않게 하기 위함이다.
The reason why the content of the above elements is more than 5% and not more than 35% is to induce a change of some entropy in the homogeneous composition which maximizes the entropy as much as possible, but not to deviate from the entropy range for solid solution formation.

그리고 본 발명의 내열 합금 기지 내부에는 Y2O3, TiO2, Mo2O3, Al2O3, SiO2, ZrO2로 이루어진 나노크기의 제2상 산화물 중 1종 이상이 미세하게 분산되어 있다. 즉, 본 발명의 고 엔트로피 분산강화형 내열 합금에는 단상의 FCC(면심입방) 내지 BCC(체심입방) 구조를 강화하거나 안정화할 수 있는 나노 크기의 제2상(산화물 분산상)을 선택 산화를 통해 기지(Matrix) 조직에 균일하게 분산되어 있다. At least one of the nano-sized second phase oxides composed of Y 2 O 3 , TiO 2 , Mo 2 O 3 , Al 2 O 3 , SiO 2 and ZrO 2 is finely dispersed in the heat resistant alloy base of the present invention have. That is, the high entropy dispersion-strengthening heat-resistant alloy of the present invention is characterized in that a nano-sized second phase (oxide dispersed phase) capable of strengthening or stabilizing single-phase FCC (face center cubic) to BCC (body center cubic) (Matrix) structure.

본 발명에서 상기 제2상 산화물은 상술한 주요 합금원소인 Fe, Cu, Ni, Mn, Co 중 일부 또는 전부에 의해 형성된 치환형 고용체 기지에, 제2상 형성 합금원소 인 Y, Ti, Mo, Al, Si 및 Zr 중 1종 이상을 첨가한 후 이들을 선택 산화함으로써 효과적으로 형성될 수 있다. In the present invention, the second phase oxide may be a second phase-forming alloy containing at least one element selected from the group consisting of Y, Ti, Mo, Al, Si and Zr, and then selectively oxidizing them.

이렇게 선택 산화된 나노 크기의 제2상(산화물)인 Y2O3, TiO2, Mo2O3, Al2O3, SiO2, ZrO2 입자들을 기지 조직 내에 균일하게 분산되어 (Co, Cu, Fe, Ni, Mn)등에 의해 형성된 고 엔트로피 합금 기지의 configurational entropy 증가에 기여하여 고용체를 안정화시킨다. The particles of Y 2 O 3 , TiO 2 , Mo 2 O 3 , Al 2 O 3 , SiO 2 , and ZrO 2 , which are the second phase (oxides) of the selectively oxidized nanoscale, are uniformly dispersed in the matrix , Fe, Ni, Mn) and stabilizes the solid solution by contributing to the increase of the configurational entropy of the high entropy alloy base.

본 발명에서는 상기 나노 크기의 제2상(산화물)인 Y2O3, TiO2, Mo2O3, Al2O3, SiO2, ZrO2 입자들은, 내열 합금에 대한 중량%로 0.01~5.0% 범위로 함유되어 있음이 바람직하다. 만일 상기 나노 크기의 분산상이 기지 내에 적게 분포하면 분산강화 효과가 크기 않으며, 너무 많이 분포하면 가공성과 연성이 감소하는 문제점이 야기될 수 있기 때문이다. In the present invention, the particles of Y 2 O 3 , TiO 2 , Mo 2 O 3 , Al 2 O 3 , SiO 2 and ZrO 2, which are the nano-sized second phases (oxides) %. ≪ / RTI > If the nano-sized dispersed phase is less dispersed in the matrix, the dispersion strengthening effect is insufficient. If the dispersed phase is too much dispersed, the workability and ductility may decrease.

보다 바람직하게는, 상기 나노 크기의 분산상이 0.01~2.0% 범위로 함유되어 있는 것으로서 이때 분산강화 효과가 극대화될 수 있다.
More preferably, the nano-sized dispersed phase is contained in the range of 0.01 to 2.0%, whereby the dispersion strengthening effect can be maximized.

도 1은 본 발명의 고 엔트로피 분산 강화형 내열 합금의 미세조직을 개략적으로 나타낸 모식도이다. 구체적으로, 도 1 (a)는 본 발명의 고 엔트로피 분산강화형 내열 합금을 제조하는 과정에서 선택 산화 전에 단상의 고용체인 기지 조직(Matrix)에 분산상이 존재하지 않는 형태를 나타낸 것이며, 도 1 (b)는 도 1 (a)에 비교하여 선택 산화를 통해서 형성된 나노 크기의 제2상(산화물)이 기지 조직 전반에 걸쳐서 고르게 분포되어 있는 고 엔트로피 분산강화형 내열 합금을 잘 나타내고 있다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view schematically showing the microstructure of the high entropy dispersion strengthening type heat resistant alloy of the present invention. FIG. Specifically, Fig. 1 (a) shows a state in which a dispersion phase does not exist in a matrix of a single-phase solid solution before selective oxidation in the process of manufacturing a high entropy dispersion strengthening type heat resistant alloy of the present invention, and Fig. 1 b) shows a well-entropy dispersion strengthening type heat resistant alloy in which a nano-sized second phase (oxide) formed through selective oxidation as compared with FIG. 1 (a) is uniformly distributed throughout the matrix.

다음으로, 본 발명의 고 엔트로피 분산강화형 내열 합금의 제조방법에 대해 설명한다. Next, a manufacturing method of the high entropy dispersion strengthening type heat resistant alloy of the present invention will be described.

먼저, 본 발명에서는 중량%로, Fe: 5% 초과 35% 이하, Cr: 5% 초과 35% 이하를 포함하고, Ni: 5% 초과 35% 이하, Mn: 5% 초과 35% 이하 및 Co: 5% 초과 35% 이하로 이루어진 그룹에서 선택된 4종 이상을 포함하는 기지 금속 분말을 마련한다.First, in the present invention, it is preferable that Fe: contain more than 5% but not more than 35%, Cr: not less than 5% and not more than 35%, Ni: more than 5%, not more than 35% , More than 5% and 35% or less.

그리고 Y: 0.01% 초과 5% 이하, Ti: 0.01% 초과 5% 이하, Mo: 0.01% 초과 5% 이하, Al: 0.01% 초과 5% 이하, Si: 0.01% 초과 5% 이하 및 Zr: 0.01% 초과 5% 이하 중 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 제2상 산화물 형성을 위한 합금 원소 분말을 또한 마련한다. Al: not less than 0.01% to not more than 5%, Si: not less than 0.01% to not more than 5%, and Zr: not more than 0.01% And at most 5% by weight of at least one metal selected from the group consisting of copper and iron.

상기 제2상 산화물 형성을 위한 합금원소인 Y, Ti, Mo, Al, Si 및 Zr 함량이 각각 0.01~5.0%인 것이 바람직하다. 상기 합금원소 Y, Ti, Mo, Al, Si 및 Zr 함량이 각각 0.01% 미만인 경우에는 분산강화 효과에 기여하지 못하며, 그 함량이 5%를 초과하는 경우에는 기지(Matrix) 조직에 분산물이 과다하게 분포하여 기계적/물리적 특성이 저하될 우려가 있기 때문이다.
The content of Y, Ti, Mo, Al, Si, and Zr, which are alloying elements for the formation of the second phase oxide, is preferably 0.01 to 5.0%. If the content of the alloy element Y, Ti, Mo, Al, Si and Zr is less than 0.01%, the dispersion does not contribute to the dispersion strengthening effect. If the content exceeds 5% And mechanical / physical properties may be deteriorated.

이어, 본 발명에서는 상기와 같이 마련된 기지 금속 분말과 합금원소 분말을 혼합한 후, 성형한다.In the present invention, the base metal powder and the alloy element powder prepared as described above are mixed and then molded.

본 발명에서 상기 혼합과정은 합금분말을 균일하게 혼합하기 위한 것으로서 V-Mixer를 이용하여 100~700rpm으로 작동하여 실시할 수 있다.In the present invention, the mixing process is for uniformly mixing the alloy powder, and may be performed at 100 to 700 rpm using a V-Mixer.

그리고 균일하게 혼합된 분말을 용기에 넣어 성형한다. 분말성형에서는 통상의 성형 장비를 이용하였으며, 성형시 성형압력은 100~1000kg/mm2으로 30~180초 유지함이 바람직하다.
Then, uniformly mixed powder is molded into a container. For powder molding, usual molding equipment is used, and the forming pressure is preferably maintained at 100 to 1000 kg / mm 2 for 30 to 180 seconds.

그리고 본 발명에서는 상기 성형된 성형체를 700 ~ 1200℃의 온도범위에서 상기 합금원소를 선택 산화시킴으로써 기지 조직 내에 Y2O3, TiO2, Mo2O3, Al2O3, SiO2 및 ZrO2로 이루어진 산화물 그룹 중 선택된 1종 이상의 나노 크기의 제2상 산화물을 형성하여 균일하게 분산시킨다. In the present invention, the formed body is selectively oxidized in the temperature range of 700 to 1200 ° C. to oxidize Y 2 O 3 , TiO 2 , Mo 2 O 3 , Al 2 O 3 , SiO 2 and ZrO 2 At least one nano-sized second phase oxide selected from oxide groups is formed and uniformly dispersed.

이러한 선택 산화 공정은 분말이 성형된 성형체을 열처리로에서 선택 산화 함으로써 실시될 수 있다. 상기 선택 산화는 기지(Matrix)에서 Y, Ti, Mo, Al, Si, 및 Zr 중 1종 이상의 합금 원소의 산화를 유도하여 나노 크기의 제2상(산화물)을 형성시키는 공정으로 700~1200℃에서 20~120 분 동안 실시함이 바람직하다. 상기 선택 산화 공정에서 선택 산화 온도가 낮으면 선택 산화 반응속도 늦어지는 반면에, 선택 산화 온도가 높아질수록 산화와 소결이 동시에 진행되어 선택 산화 효율이 낮아질 수 있기 때문이다. 보다 바람직하게는, 800~900℃에서 30~60분 동안 가열하는 것이다.
This selective oxidation process can be carried out by selective oxidation of a molded body of a powder in a heat treatment furnace. The selective oxidation is a step of inducing oxidation of at least one of Y, Ti, Mo, Al, Si, and Zr in the matrix to form a nano-sized second phase (oxide) For 20 to 120 minutes. When the selective oxidation temperature is low in the selective oxidation process, the selective oxidation reaction rate is slowed down. On the other hand, oxidation oxidation and sintering proceed simultaneously as the selective oxidation temperature is increased, so that the selective oxidation efficiency can be lowered. More preferably, it is heated at 800 to 900 DEG C for 30 to 60 minutes.

이후, 본 발명에서는 상기 선택 산화된 성형체를 900 ~ 1300℃의 온도범위에서 소결한 후 합금으로 제조한다. 이러한 소결은 환원분위기에서 900~1300℃의 온도범위에서 10~120분 유지하는 것이 바람직하다. 왜냐하면 소결 공정에서 소결온도가 너무 낮으면 소결이 일어나지 않거나 소결이 천천히 진행되어 효율이 떨어지는 반면에, 온도가 너무 높으면 융점이 낮은 합금원소의 부분 용융이 발생하기 때문이다. 보다 바람직하게는, 900~1000℃에서 30~60분 동안 가열하는 소결공정으로 구성하는 것이다. Then, in the present invention, the selectively oxidized shaped body is sintered at a temperature in the range of 900 to 1300 占 폚, and is then formed into an alloy. The sintering is preferably carried out in a reducing atmosphere at a temperature of 900 to 1300 占 폚 for 10 to 120 minutes. If the sintering temperature is too low in the sintering process, sintering does not occur or the sintering proceeds slowly and the efficiency becomes poor, whereas if the temperature is too high, the partial melting of the alloying element having a low melting point occurs. More preferably, the sintering step is performed by heating at 900 to 1000 占 폚 for 30 to 60 minutes.

본 발명에서는 그 방법에 대해 특별히 한정하지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에 통상 행해지는 방법에 의한다. 예를 들어, 주조, 아크 용해, 분말 야금법 등을 통해서 상기 합금으로 제조할 수 있다.
In the present invention, the method is not particularly limited, and it is a method usually performed in the technical field to which the present invention belongs. For example, the alloy may be produced by casting, arc melting, powder metallurgy or the like.

다음으로, 본 발명에서는 상기 제조된 합금을 열간 가공한다. 상기 열간 가공은 선택 산화에 의하여 형성된 미세한 산화물 입자를 균일하게 유도하기 위한 공정으로서, 900~1300℃의 온도범위에서 10~120분 유지하는 것이 바람직하다. 왜냐하면 열간 가공온도가 낮으면 열간 가공이 어려워지며 또한 가공 효율이 낮아지는 반면에, 온도가 높으면 융점이 낮은 합금원소의 부분 용융 현상이 일어나기 때문에 온도 범위를 엄격히 제한할 필요가 있다. 보다 바람직하게는, 900~980℃에서 30~60분 유지후 열간 가공을 행하는 것이다. Next, in the present invention, the alloy is hot-worked. The hot working is a process for uniformly inducing fine oxide particles formed by selective oxidation and is preferably maintained at a temperature of 900 to 1300 캜 for 10 to 120 minutes. This is because, when the hot working temperature is low, the hot working becomes difficult and the working efficiency is lowered. On the other hand, when the temperature is high, it is necessary to strictly limit the temperature range because partial melting of the alloying element with low melting point occurs. More preferably, the hot working is performed after holding at 900 to 980 캜 for 30 to 60 minutes.

상기 열간가공 후에는 냉각을 행한다. 상기 냉각 방식을 특별히 한정하기 않으므로, 공냉이나 수냉의 방식으로 행할 수 있다.
After the hot working, cooling is performed. Since the cooling method is not particularly limited, it can be performed by air cooling or water cooling.

상기 방법으로 제조된 고 엔트로피 합금에 대해, 추가적으로 가공을 행할 수 있다. 본 발명에서 상기 가공 방법은 특별히 한정하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 행해지는 통상의 가공 방법이면 적용될 수 있다. 예를 들면, 열간 가공(hot working), 압연(rolling), 압출(drawing), 상온 가공 등을 들 수 있다.
Further processing can be performed on the high entropy alloy produced by the above method. In the present invention, the above-described working method is not particularly limited, and can be applied to any ordinary working method in the technical field of the present invention. Examples thereof include hot working, rolling, drawing, room temperature processing, and the like.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.

(실시예)(Example)

구분
division
조성성분(중량%)    Composition Component (% by weight)
FeFe CrCr MnMn NiNi CoCo YY TiTi MoMo 비교예 1Comparative Example 1 2020 2020 2222 1818 2020 비교예 2Comparative Example 2 2525 2525 2525 2525 비교예 3Comparative Example 3 2020 2020 2020 2020 2020 발명예 1Inventory 1 2020 2020 19.819.8 2020 2020 0.20.2 발명예 2Inventory 2 2020 2020 1818 2020 2020 2.02.0 발명예 3Inventory 3 2525 2525 24.824.8 2525 0.20.2 발명예 4Honorable 4 2525 2525 2525 24.824.8 0.20.2 발명예 5Inventory 5 2525 2525 2323 2525 2.02.0 발명예 6Inventory 6 2525 2525 24.824.8 2525 0.20.2 발명예 7Honorable 7 2525 2525 2323 2525 2.02.0

상기 표 1의 조성(중량%)을 갖는 금속 재료를 준비하고, 금속성분을 균일하게 혼합하였다. 그리고 혼합된 분말을 Φ180mm*200mm의 성형 용기에 넣어 성형하였다. 이때, 성형 압력은 200kg/mm2으로 30초 유지하였다. A metal material having the composition (% by weight) shown in Table 1 was prepared, and the metal components were uniformly mixed. The mixed powder was molded into a 180 mm * 200 mm molding container. At this time, the molding pressure was maintained at 200 kg / mm < 2 > for 30 seconds.

이어, 제조된 성형체에 선택 산화 공정을 적용하여 Y, Ti, Mo와 같은 금속원소의 제2상(산화물) 형성을 유도하고자 1000℃에서 30분 동안 유지하였다. 선택 산화 후, 소결은 1200℃에서 30 분 동안 환원분위기에서 실시하여 하기 표 2와 같은 조성의 합금을 제조하였다. 이후, 제조된 합금을 1,200℃에서 30분 유지 후 열간 압출을 통하여 10mm*10mm의 판재로 압출하고 공냉하였다.Next, a selective oxidation process was applied to the formed body to maintain the second phase (oxide) formation of metal elements such as Y, Ti and Mo at 1000 DEG C for 30 minutes. After the selective oxidation, the sintering was performed in a reducing atmosphere at 1200 DEG C for 30 minutes to prepare an alloy having the composition shown in Table 2 below. Then, the produced alloy was held at 1,200 캜 for 30 minutes, extruded through a hot extrusion to a plate of 10 mm * 10 mm, and air-cooled.

한편, 이렇게 제조된 고 엔트로피 분산강화형 내열합금에 대해서, 상온에서 압연 가공을 행하여 1㎜ 두께의 판재를 만들었으며, 상기와 같이 제조된 고 엔트로피 분산강화형 내열합금에 대해서, 인장시험을 수행하고 그 기계적 물성을 평가하여 이를 하기 표 2에 함께 병기하였다.
On the other hand, the hot-entropy dispersion-strengthening type heat-resisting alloy thus produced was rolled at room temperature to make a sheet having a thickness of 1 mm. The tensile test was performed on the high entropy dispersion- Their mechanical properties are evaluated and are listed together in Table 2 below.

구분division 합금alloy 미세조직Microstructure 인장강도
(MPa)
The tensile strength
(MPa)
항복강도
(MPa)
Yield strength
(MPa)
800℃ 항복강도 (MPa)800 ° C Yield strength (MPa) 연신율
(%)
Elongation
(%)
비교예 1Comparative Example 1 Co20Cr20Fe20Mn22Ni18 Co 20 Cr 20 Fe 20 Mn 22 Ni 18 고용체 단상Solid solution phase 620620 480480 -- 4040 비교예 2Comparative Example 2 Fe25Ni25Co25Cr25 Fe 25 Ni 25 Co 25 Cr 25 고용체 단상Solid solution phase 10001000 870870 -- 3535 비교예 3Comparative Example 3 Fe20Mn20Ni20Co20Cr20 Fe 20 Mn 20 Ni 20 Co 20 Cr 20 고용체 단상Solid solution phase 760760 640640 -- 1717 발명예 1Inventory 1 Fe20Cr20Ni20Mn19 .8Co20Y2O3 0.2 Fe 20 Cr 20 Ni 20 Mn 19 .8 Co 20 Y 2 O 3 0.2 고용체 단상
+산화물(0.5~50㎚)
Solid solution phase
+ Oxide (0.5 to 50 nm)
12501250 925925 835835 2525
발명예 2Inventory 2 Fe20Cr20Ni20Mn18Co20Y2O3 2.0 Fe 20 Cr 20 Ni 20 Mn 18 Co 20 Y 2 O 3 2.0 고용체 단상
+산화물(0.5~50㎚)
Solid solution phase
+ Oxide (0.5 to 50 nm)
13951395 983983 880880 2323
발명예 3Inventory 3 Fe25Cr25Ni24 .8Co25TiO2 0.2 Fe 25 Cr 25 Ni 24 .8 Co 25 TiO 2 0.2 고용체 단상
+산화물(0.5~50㎚)
Solid solution phase
+ Oxide (0.5 to 50 nm)
12251225 935935 836836 2727
발명예 4Honorable 4 Fe25Cr25Ni24 .8Mn25Mo2O3 0.2 Fe 25 Cr 25 Ni 24 .8 Mn 25 Mo 2 O 3 0.2 고용체 단상
+산화물(0.5~50㎚)
Solid solution phase
+ Oxide (0.5 to 50 nm)
13501350 945945 842842 2323
발명예 5Inventory 5 Fe25Cr25Ni25Mn23Mo2O3 2.0 Fe 25 Cr 25 Ni 25 Mn 23 Mo 2 O 3 2.0 고용체 단상
+산화물(0.5~50㎚)
Solid solution phase
+ Oxide (0.5 to 50 nm)
13801380 973973 863863 2121
발명예 6Inventory 6 Fe25Cr25Ni25Mn24 .8TiO2 0.2 Fe 25 Cr 25 Ni 25 Mn 24 .8 TiO 2 0.2 고용체 단상
+산화물(0.5~50㎚)
Solid solution phase
+ Oxide (0.5 to 50 nm)
12101210 905905 810810 2020
발명예 7Honorable 7 Fe25Cr25Ni25Mn23TiO2 2.0 Fe 25 Cr 25 Ni 25 Mn 23 TiO 2 2.0 고용체 단상
+산화물(0.5~50㎚)
Solid solution phase
+ Oxide (0.5 to 50 nm)
13401340 950950 830830 2121

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 조성을 만족하고, 기지조직(matrix)이 선택 산화를 통하여 일부 금속이 나노 크기의 제2상(산화물)으로 형성된 미세한 입자을 포함하고, 제2상(산화물)이 기지에 균일하게 분산된 구조를 갖는 발명예 1 내지 7의 경우에는 800℃ 고온에서 높은 강도와 우수한 연신율을 가짐을 알 수 있다. As shown in Table 2, the second phase (oxide) contains fine particles which satisfy the composition of the present invention and in which the matrix has a nano-sized second phase (oxide) In the case of Inventive Examples 1 to 7 having a uniformly dispersed structure in this matrix, high strength and excellent elongation are obtained at a high temperature of 800 ° C.

이에 비하여, 비교예 1-3은 선택 산화공정을 통하여 일부 금속을 산화시키는 기술과 무관한 것으로서, 제2상 산화물 입자들이 형성되지 않고 합금이 고용체 단상으로 존재하게 되어 800℃ 고온에서 인장 강도 및 항복 강도가 좋지 않음을 알 수 있다.
In contrast, Comparative Example 1-3 is independent of the technique of oxidizing some metals through the selective oxidation process, in which the second phase oxide particles are not formed and the alloy is present as a solid solution phase, so that tensile strength and yield It can be seen that the strength is not good.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of course, this is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments but should be defined by the following claims as well as equivalents thereof.

Claims (4)

중량%로, Fe: 5% 초과 35% 이하, Cr: 5% 초과 35% 이하, Ni: 5% 초과 35% 이하, Mn: 5% 초과 35% 이하 및 Co: 5% 초과 35% 이하로 이루어진 그룹에서 선택된 4종 이상을 금속을 포함하며,
그 기지 내부에는 Y2O3, TiO2, Mo2O3, Al2O3, SiO2, ZrO2로 이루어진 나노 크기의 제2상 산화물 중 1종 이상이 미세하게 분산되어 있는 고 엔트로피 분산강화형 내열합금.
Co: more than 5% to 35%, more than 5 to 35%, more than 5 to 35%, more than 5 to 35%, more than 5 to 35% Wherein at least four selected from the group are metals,
Wherein at least one nano-sized second phase oxide consisting of Y 2 O 3 , TiO 2 , Mo 2 O 3 , Al 2 O 3 , SiO 2 , and ZrO 2 is finely dispersed in the matrix, Heat resistant alloys.
제 1항에 있어서, 상기 나노 크기의 제2상 산화물이 내열 합금에 대한 중량%로 0.01~5.0% 범위로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 고 엔트로피 분산강화형 내열합금.
The high-entropy dispersion-strengthening heat-resistant alloy according to claim 1, wherein the nano-sized second phase oxide is contained in a range of 0.01 to 5.0% by weight based on the heat-resistant alloy.
제 2항에 있어서, 상기 나노 크기의 제 2상 산화물이 0.01~2.0% 범위로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 고 엔트로피 분산강화형 내열합금.
The high-entropy dispersion-strengthening heat-resistant alloy according to claim 2, wherein the nano-sized second phase oxide is contained in a range of 0.01 to 2.0%.
중량%로, Fe: 5% 초과 35% 이하, Cr: 5% 초과 35% 이하를 포함하고, Ni: 5% 초과 35% 이하, Mn: 5% 초과 35% 이하 및 Co: 5% 초과 35% 이하로 이루어진 그룹에서 선택된 4종 이상을 포함하는 기지 금속 분말과,
Y: 0.01% 초과 5% 이하, Ti: 0.01% 초과 5% 이하, Mo: 0.01% 초과 5% 이하, Al: 0.01% 초과 5% 이하, Si: 0.01% 초과 5% 이하 및 Zr: 0.01% 초과 5% 이하 중 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 제2상 형성을 위한 합금 원소 분말을 마련하는 공정;
상기와 같이 마련된 기지 금속 분말과 합금원소 분말을 혼합한 후, 성형하는 공정;
상기 성형된 성형체를 700 ~ 1200℃의 온도범위에서 상기 합금원소를 선택 산화시킴으로써 기지 조직 내에 Y2O3, TiO2, Mo2O3, Al2O3, SiO2 및 ZrO2로 이루어진 산화물 그룹 중 선택된 1종 이상의 나노 크기의 제2상 산화물을 형성하여 균일하게 분산시키는 공정;
상기 선택 산화된 성형체를 900 ~ 1300℃의 온도범위에서 소결한 후 합금으로 제조하는 공정; 및
상기 제조된 합금을 열간 가공한 후, 냉각하는 공정;을 포함하는 분산강화형 고 엔트로피 합금의 제조방법.
Ni: more than 5% to 35%, Mn: more than 5% to 35%, and Co: more than 5% to 35% A base metal powder comprising at least four kinds selected from the group consisting of:
Y: not less than 0.01% to not more than 5%, Ti: not less than 0.01% to not more than 5%, Mo: not less than 0.01 to not more than 5%, Al: not less than 0.01 to not more than 5%, Si: Providing an alloy element powder for forming a second phase containing at least one metal selected from the group consisting of iron and iron;
Mixing and mixing the base metal powder and the alloy element powder prepared as described above;
The formed body is selectively oxidized in the temperature range of 700 to 1200 ° C to form an oxide group composed of Y 2 O 3 , TiO 2 , Mo 2 O 3 , Al 2 O 3 , SiO 2 and ZrO 2 A step of forming and dispersing uniformly at least one nano-sized second phase oxide selected from the group consisting of the first phase oxide and the second phase oxide;
Sintering the selectively oxidized formed body at a temperature in the range of 900 to 1300 占 폚 to produce an alloy; And
And a step of cooling the produced alloy by hot working, followed by cooling.
KR1020160161139A 2016-11-30 2016-11-30 Oxide particle dispersed high entropy alloy for heat-resistant materials and method for manufacturing the same KR101811278B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160161139A KR101811278B1 (en) 2016-11-30 2016-11-30 Oxide particle dispersed high entropy alloy for heat-resistant materials and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160161139A KR101811278B1 (en) 2016-11-30 2016-11-30 Oxide particle dispersed high entropy alloy for heat-resistant materials and method for manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101811278B1 true KR101811278B1 (en) 2017-12-22

Family

ID=60936542

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160161139A KR101811278B1 (en) 2016-11-30 2016-11-30 Oxide particle dispersed high entropy alloy for heat-resistant materials and method for manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101811278B1 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101927611B1 (en) 2016-05-02 2018-12-10 한국과학기술원 High- strength and heat-resisting high entropy alloy matrix composites and method of manufacturing the same
CN109182867A (en) * 2018-09-29 2019-01-11 北京科技大学 The stable nano metal material M of high-entropy alloyxNyIt is alloy and preparation method
CN110818432A (en) * 2019-11-19 2020-02-21 华南理工大学 Superfine high-entropy boride nano powder and preparation method thereof
CN111235467A (en) * 2020-01-20 2020-06-05 京溪美邦(北京)特钢科技开发有限公司 Iron-based composite intermediate alloy based on oxide and preparation method and application thereof
CN111534736A (en) * 2020-04-07 2020-08-14 上海交通大学 In-situ synthesized nanoparticle reinforced CoCrFeNiMn high-entropy alloy and preparation method thereof
CN112522634A (en) * 2019-09-17 2021-03-19 东北大学 High-strength high-entropy alloy and preparation method thereof
KR20210065221A (en) * 2019-11-26 2021-06-04 충남대학교산학협력단 Co-Ni-Cr-Fe HIGH ENTROPY ALLOY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
CN114180970A (en) * 2021-05-21 2022-03-15 北京航空航天大学 Nitrogen-containing medium-entropy or high-entropy MAX phase material and preparation method and application thereof
CN110818432B (en) * 2019-11-19 2024-05-17 华南理工大学 Superfine high-entropy boride nano powder and preparation method thereof

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101927611B1 (en) 2016-05-02 2018-12-10 한국과학기술원 High- strength and heat-resisting high entropy alloy matrix composites and method of manufacturing the same
CN109182867B (en) * 2018-09-29 2020-05-08 北京科技大学 High entropy alloy stabilized nanoMetal material MxNySeries alloy and preparation method thereof
CN109182867A (en) * 2018-09-29 2019-01-11 北京科技大学 The stable nano metal material M of high-entropy alloyxNyIt is alloy and preparation method
CN112522634A (en) * 2019-09-17 2021-03-19 东北大学 High-strength high-entropy alloy and preparation method thereof
CN112522634B (en) * 2019-09-17 2021-11-09 东北大学 High-strength high-entropy alloy and preparation method thereof
CN110818432A (en) * 2019-11-19 2020-02-21 华南理工大学 Superfine high-entropy boride nano powder and preparation method thereof
CN110818432B (en) * 2019-11-19 2024-05-17 华南理工大学 Superfine high-entropy boride nano powder and preparation method thereof
KR20210065221A (en) * 2019-11-26 2021-06-04 충남대학교산학협력단 Co-Ni-Cr-Fe HIGH ENTROPY ALLOY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
KR102301075B1 (en) 2019-11-26 2021-09-14 충남대학교산학협력단 Co-Ni-Cr-Fe HIGH ENTROPY ALLOY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
CN111235467A (en) * 2020-01-20 2020-06-05 京溪美邦(北京)特钢科技开发有限公司 Iron-based composite intermediate alloy based on oxide and preparation method and application thereof
CN111235467B (en) * 2020-01-20 2021-05-18 京溪美邦(北京)特钢科技开发有限公司 Iron-based composite intermediate alloy based on oxide and preparation method and application thereof
CN111534736A (en) * 2020-04-07 2020-08-14 上海交通大学 In-situ synthesized nanoparticle reinforced CoCrFeNiMn high-entropy alloy and preparation method thereof
CN114180970A (en) * 2021-05-21 2022-03-15 北京航空航天大学 Nitrogen-containing medium-entropy or high-entropy MAX phase material and preparation method and application thereof
CN114180970B (en) * 2021-05-21 2023-06-02 北京航空航天大学 Nitrogen-containing medium-entropy or high-entropy MAX phase material and preparation method and application thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101811278B1 (en) Oxide particle dispersed high entropy alloy for heat-resistant materials and method for manufacturing the same
KR101744102B1 (en) High entropy alloy having complex microstructure and method for manufacturing the same
KR101813008B1 (en) Precipitation hardening high entropy alloy and method for manufacturing the same
KR102070059B1 (en) High entropy alloys with intermetallic compound precipitates for strengthening and method for manufacturing the same
EP3611282B1 (en) Cobalt based alloy powder
KR20200040970A (en) Precipitation strengthenend high entropy steel and method for manufacturing the same
KR101783242B1 (en) High entropy alloy having interstitial solid solution hardening and method for manufacturing the same
JP5427380B2 (en) Carbide composite material and manufacturing method thereof
KR100447577B1 (en) Iron Aluminide Useful as Electrical Resistance Heating Element
US6033623A (en) Method of manufacturing iron aluminide by thermomechanical processing of elemental powders
KR20200019459A (en) Twinning/transformation induced plasticity high entropy steels and method for manufacturing the same
KR102150756B1 (en) High-strength and heat-resistant precipitates/dispersion strengthened high entropy super-alloys and method of manufacturing the same
CN109763056B (en) Fe-Co-Ni-Mn-Cu high-entropy alloy material and preparation process thereof
KR101693814B1 (en) Ti included oxide dispersion strengthened copper alloy and method for manufacturing dispersed copper
KR102301075B1 (en) Co-Ni-Cr-Fe HIGH ENTROPY ALLOY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
JP5972548B2 (en) Method for producing dense solidified body of Fe-based powder with excellent high-temperature strength
WO2020179084A1 (en) Cobalt-based alloy product and cobalt-based alloy article
JP6259978B2 (en) Ni-based intermetallic compound sintered body and method for producing the same
JP6011946B2 (en) Nickel-based intermetallic compound composite sintered material and method for producing the same
JPH01287252A (en) Sintered dispersion strengthened ferritic heat-resistant steel
JPH02179843A (en) Tool material for hot tube making
JP2004143596A (en) Tenacious metallic nano-crystalline bulk material with high hardness and high strength, and its manufacturing method
KR102490974B1 (en) Co-based alloy structure and manufacturing method thereof
JP4558572B2 (en) High heat resistant molybdenum alloy and manufacturing method thereof
JP6232098B2 (en) Fe-based powder compacted compact with excellent high-temperature strength

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant