KR20200040970A - Precipitation strengthenend high entropy steel and method for manufacturing the same - Google Patents

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KR20200040970A
KR20200040970A KR1020180120637A KR20180120637A KR20200040970A KR 20200040970 A KR20200040970 A KR 20200040970A KR 1020180120637 A KR1020180120637 A KR 1020180120637A KR 20180120637 A KR20180120637 A KR 20180120637A KR 20200040970 A KR20200040970 A KR 20200040970A
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홍순익
송재숙
이병주
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충남대학교산학협력단
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Abstract

The present invention provides precipitation-hardening high-entropy steel with excellent machinability and strength performance and a manufacturing method thereof. The high-entropy steel comprises four or more selected in an element group consisting of 35-80 atom% (excluding 35 atom%) of Fe, 5-35 atom% (excluding 5 atom%) of Ni, 5-35 atom% (excluding 5 atom%) of Mn, 5-35 atom% (excluding 5 atom%) of Co, 5-35 atom% (excluding 5 atom%) of Cr, and 5-35 atom% (excluding 5 atom%) of Cu. The high-entropy steel further comprises one or more selected in an element group defined in the following 1) and 2). And precipitate is distributed in the matrix structure. 1) 0.01-0.9% of C, 0.01-0.9% of N, and 0.01-0.9% of B 2) 0.05-10% of Ti, 0.05-10% of Zr, 0.05-10% of Mo, 0.05-10% of W, 0.05-10% of Nb, 0.05-10% of Si, 0.05-10% of V, and 0.05-10% of Al.

Description

석출경화형 고엔트로피 강 및 그 제조방법{PRECIPITATION STRENGTHENEND HIGH ENTROPY STEEL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Precipitation hardening type high-entropy steel and its manufacturing method {PRECIPITATION STRENGTHENEND HIGH ENTROPY STEEL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 전자기, 화학, 조선, 기계 등의 부품 소재 내지 극한 환경 또는 고온강도가 요구되는 원자력, 발전 부품 등의 고온 부품 소재 등에 사용될 수 있는 석출경화형 고엔트로피 강 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a precipitation hardening type high-entropy steel that can be used in parts materials such as electromagnetic, chemical, shipbuilding, machinery, high temperature parts materials such as nuclear power, power generation parts, etc. that require extreme environment or high temperature strength, and a method for manufacturing the same.

산업 기술수준의 비약적 발전에 따라, 각종 소재에 대한 요구 특성이 단일금속으로는 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. In accordance with the rapid development of industrial technology level, a new kind of material recently referred to as a high-entropy alloy as a new alloy system to meet the complex functional needs that cannot be solved with a single metal due to the demand for various materials. Are being proposed and developed.

상기 고엔트로피 합금이란 다종 합금원소들이 균등조성으로 구성되어 금속간화합물 형성을 통해 자유에너지 감소에 의한 화합물의 형성보다는 여러 원소의 혼합에 의해 배열 엔트로피(Configuration Etropy)의 증가가 커서 전체 자유에너지를 감소시켜, 다성분 합금원소들 간의 금속간화합물이나 비정질 합금을 형성하는 것이 아니라, 여러 합금원소가 혼합된 고용체가 형성되는 합금을 의미한다.The high-entropy alloy is composed of multiple alloy elements in an even composition, and thus the total free energy is reduced by increasing the configuration etropy by mixing several elements rather than by forming a compound by reducing the free energy through the formation of an intermetallic compound. In other words, it does not form an intermetallic compound or an amorphous alloy between multi-component alloy elements, but rather an alloy in which a solid solution in which several alloy elements are mixed is formed.

상기 고 엔트로피 합금은 비특허문헌 1을 통해 알려지게 되었다. 상기 비특허문헌 1에서, 비정질 합금 또는 복잡한 금속간화합물이 형성될 것으로 예상하고 제조한 다원소 합금 Fe20Cr20Mn20Ni20Co20이 예상과 달리 결정질의 FCC(Face Centered Cubic) 고용체로 형성되어 흥미를 불러 일으킨 합금이다. The high entropy alloy became known through non-patent document 1. In the non-patent document 1, the multi-alloy alloy Fe 20 Cr 20 Mn 20 Ni 20 Co 20 prepared in anticipation of the formation of an amorphous alloy or a complex intermetallic compound is formed of a crystalline FCC (Face Centered Cubic) solid solution unlike expected. It has become an interesting and interesting alloy.

상기 고 엔트로피 합금은 5 내지 35at% 사이의 원자 농도를 갖는 4종 이상의 금속 성분을 함유하며, 첨가된 모든 합금원소가 주 원소로 작용하는 합금 시스템으로, 합금 내에 유사한 원자 분율로 인하여 높은 혼합 엔트로피가 유발되고 이에 금속간화합물 또는 중간체 화합물 대신에 고온에서 안정한 간단한 구조의 고용체를 형성한다. The high-entropy alloy contains 4 or more metal components having an atomic concentration between 5 and 35 at%, and is an alloy system in which all added alloying elements act as main elements, resulting in high mixed entropy due to similar atomic fractions in the alloy. Induces and forms a solid solution of a simple structure stable at high temperature instead of an intermetallic compound or an intermediate compound.

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 있습니다. 그러나, 위와 같은 특허문헌 1은 고가의 무거운 합금원소들이 여러 종류 첨가되고, 첨가된 합금원소들 사이의 용융점 차이로 인한 제조공정의 어려움이 있다.Prior arts related to high entropy alloys include Patent Documents 1 and 2. The patent document 1 is a multi-metal component and contains 5 or more metal components containing V, Nb, Ta, Mo, Ti, and other elements with variations of ± 15 atomic% or less, and all added elements act as main elements. As an alloy system, we disclose high-entropy alloys that realize high hardness and modulus, consisting of single-phase solid solutions of face-centered cubic and / or body-centered cubic structures. However, Patent Document 1, as described above, has a difficulty in the manufacturing process due to the difference in melting point between the added heavy alloy elements and various kinds of expensive alloy 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 기술이다. 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 is a ceramic phase (representatively tungsten carbide) and a multi-component high-entropy alloy powder, which relates to a high-entropy alloy that realizes high hardness produced through a powder metallurgy process, and has a face-centered cubic and / or body-centered cubic structure. It is composed of a single-phase solid solution, and is a technology that realizes excellent mechanical properties. However, as in Patent Document 2, when manufacturing an alloy using a ceramic-based material, there is a problem in that manufacturing is difficult because a high temperature process is required.

특허문헌 1과 특허문헌 2와 같이, 금속이나 세라믹 합금원소들을 이용하는 고엔트로피 합금은 우수한 기계적 물성을 갖기 때문에 금속 분야 신소재로 주목을 받고 있으며. 최근에는 고온 기계적 특성과 저온 기계적 특성 등 극한환경 물성에서도 우수한 특성을 나타내고 있는 것으로 알려지면서 다양한 연구가 계속되고 있으나, 대부분의 연구가 고엔트로피 합금을 형성하기 쉬운 동일분율(Equiatomic)로 구성된 고엔트로피 합금을 제조하여 기계적 특성 및 물리적 특성을 평가하는 수준에 머물고 있기 때문에, 고엔트로피 합금을 기반으로 보다 향상된 기계적 특성을 얻기 위한 합금개발에 대한 연구가 미비한 실정이다.As in Patent Literature 1 and Patent Literature 2, high-entropy alloys using metal or ceramic alloy elements have attracted attention as new materials in the metal field because they have excellent mechanical properties. Recently, various studies have been conducted as it is known that it shows excellent properties even in extreme environment properties such as high temperature mechanical properties and low temperature mechanical properties, but most studies have high-entropy alloys composed of equal fractions that are easy to form high-entropy alloys. Since it remains at the level of evaluating mechanical properties and physical properties by manufacturing, there is insufficient research on alloy development to obtain more improved mechanical properties based on high-entropy alloys.

또한 이러한 엔트로피의 증가에 의한 구조 및 기계적 특성의 변화를 기존 비철재료 및 철강재료에 적용하는 경우 새로운 특성이 유도되거나 기존 특성이 더욱 향상될 가능성이 큼에도 불구하고, 기존 합금계에 고엔트로피 개념을 적용하여 특성을 개선하는 연구 및 개발이 이루어지지 않고 있는 상황이다. In addition, when the change in structural and mechanical properties due to the increase in entropy is applied to existing non-ferrous materials and steel materials, the concept of high-entropy is applied to the existing alloy system despite the possibility that new properties are induced or the existing properties are further improved. There is no research and development to improve the characteristics by applying.

미국 공개특허 US 2013/0108502 A1United States Patent Publication US 2013/0108502 A1 미국 공개특허 US 2009/0074604 A1United States Patent Publication US 2009/0074604 A1

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

본 발명의 일측면은 고엔트로피 합금을 기반으로 보다 향상된 기계적 특성을 얻기 위한 합금개발에 대한 방안으로 Fe를 35% 이상 함유한 고엔트로피 합금 기지에 석출물을 형성시키는 개념을 철강재료에 도입하여, 다양한 합금원소의 석출물을 기지에 형성시켜 열처리 조건에 따라 가공성 및 강도 성능이 우수한 고엔트로피 강(steel) 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다. One aspect of the present invention is a method for developing an alloy to obtain more improved mechanical properties based on a high-entropy alloy, by introducing the concept of forming a precipitate on a high-entropy alloy base containing 35% or more of Fe in a steel material, various It is to provide a high-entropy steel excellent in workability and strength performance according to heat treatment conditions by forming a precipitate of an alloy element on a base and a method for manufacturing the same.

구체적으로, 석출물이 형성되지 않은 열처리 조건에서 가공율을 향상시킨 후, 가공 후 고엔트로피 기지에 석출물을 형성시켜 강도 특성을 증가시킴으로써 기계적 특성이 더욱 향상된 고엔트로피 강 및 그 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.Specifically, it is intended to provide a high-entropy steel having improved mechanical properties by increasing the strength characteristics by forming a precipitate on a high-entropy matrix after processing, after improving the processing rate in a heat treatment condition where no precipitate is formed. .

한편, 본 발명의 과제는 상술한 내용에 한정하지 않는다. 본 발명의 과제는 본 명세서의 내용 전반으로부터 이해될 수 있을 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 부가적인 과제를 이해하는데 아무런 어려움이 없을 것이다. In addition, the subject of this invention is not limited to the above-mentioned content. The subject matter of the present invention will be understood from the entire contents of the present specification, and those skilled in the art to which the present invention pertains will have no difficulty in understanding the additional subject matter of the present invention.

본 발명의 일태양은, One aspect of the present invention,

원자(at)%로, Fe: 35% 초과 80% 이하와, Ni: 5% 초과 35% 이하, Mn: 5% 초과 35% 이하, Co: 5% 초과 35% 이하, Cr: 5% 초과 35% 이하 및 Cu: 5% 초과 35% 이하로 이루어진 원소 그룹 중 선택된 4종 이상을 포함하고; In atomic (at)%, Fe: more than 35% 80%, Ni: more than 5% 35%, Mn: more than 5% 35%, Co: more than 5% 35%, Cr: more than 5% 35 % Or less and Cu: more than 5% and 35% or less;

하기 1) 및 2)에 정의되는 원소 그룹 중 선택된 1종 이상을 각각 포함하며; 그리고 It includes one or more selected from the group of elements defined in 1) and 2), respectively; And

그 기지 조직(matrix)에 석출물이 분포되어 있는 석출경화형 고엔트로피 강이다. It is a precipitation hardening type high-entropy steel in which precipitates are distributed in the matrix.

1) C: 0.01~0.9%, N: 0.01~0.9% 및 B: 0.01~0.9%1) C: 0.01 to 0.9%, N: 0.01 to 0.9% and B: 0.01 to 0.9%

2) Ti: 0.05~10%, Zr: 0.05~10%, Mo: 0.05~10%, W: 0.05~10%, Nb: 0.05~10%, Si: 0.05~10%, V:0.05~10% 및 Al:0.05~10%2) Ti: 0.05 to 10%, Zr: 0.05 to 10%, Mo: 0.05 to 10%, W: 0.05 to 10%, Nb: 0.05 to 10%, Si: 0.05 to 10%, V: 0.05 to 10% And Al: 0.05 to 10%

상기 석출물은 Cr, Ti, Zr, Mo, W, Nb, Si 또는 V계 탄질화물 내지 붕화물, Mn계 탄질화물 및 (Cr,Mn)계 탄질화물 중 1종 이상일 수 있다. The precipitate may be at least one of Cr, Ti, Zr, Mo, W, Nb, Si or V-based carbonitride to boride, Mn-based carbonitride and (Cr, Mn) -based carbonitride.

상기 석출물은 그 평균 직경이 0.5~50㎚의 크기이고, 석출물 간의 간격은 1~500㎚로 분포되어 있을 수 있다. The precipitate has an average diameter of 0.5 to 50 nm in size, and the spacing between the precipitates may be distributed to 1 to 500 nm.

본 발명의 또 다른 일태양은,Another aspect of the present invention,

원자(at)%로, Fe: 35% 초과 80% 이하와, Ni: 5% 초과 35% 이하, Mn: 5% 초과 35% 이하, Co: 5% 초과 35% 이하, Cr: 5% 초과 35% 이하 및 Cu: 5% 초과 35% 이하로 이루어진 원소 그룹 중 선택된 4종 이상을 포함하고; 그리고 하기 1) 및 2)에 정의되는 원소 그룹 중 선택된 1종 이상을 각각 포함하는 금속 재료를 준비하는 단계; In atomic (at)%, Fe: more than 35% 80%, Ni: more than 5% 35%, Mn: more than 5% 35%, Co: more than 5% 35%, Cr: more than 5% 35 % Or less and Cu: more than 5% and 35% or less; And preparing metal materials each containing at least one selected from the group of elements defined in 1) and 2) below;

상기 준비된 금속 재료를 용융하여 합금을 제조하는 단계;Manufacturing an alloy by melting the prepared metal material;

상기 제조된 합금을 900~1350℃의 온도범위에 균질화 열처리하는 단계;Homogenizing heat treatment of the prepared alloy in a temperature range of 900 to 1350 ° C;

상기 균질화 열처리 후 냉각하는 단계; 및Cooling after the homogenization heat treatment; And

상기 냉각된 합금을 가공한 후, 300~900℃의 온도범위에서 0.2~72시간 유지하는 2차 열처리 후 냉각하는 단계를 포함하는 석출경화형 고엔트로피 강의 제조방법이다.After processing the cooled alloy, it is a method of manufacturing a precipitation hardening type high-entropy steel, which includes the step of cooling after a second heat treatment to maintain 0.2 to 72 hours in a temperature range of 300 to 900 ° C.

1) C: 0.01~0.9%, N: 0.01~0.9%, B: 0.01~0.9%중 1종 이상1) C: 0.01 ~ 0.9%, N: 0.01 ~ 0.9%, B: 0.01 ~ 0.9%

2) Ti: 0.05~10%, Zr: 0.05~10%, Mo: 0.05~10%, W: 0.05~10%, Nb: 0.05~10%, Si: 0.05~10%, V:0.05~10%, Al:0.05~10% 중 1종 이상2) Ti: 0.05 to 10%, Zr: 0.05 to 10%, Mo: 0.05 to 10%, W: 0.05 to 10%, Nb: 0.05 to 10%, Si: 0.05 to 10%, V: 0.05 to 10% , Al: at least one of 0.05 to 10%

상기 균질화 열처리는 900~1350℃ 온도범위에서 1~48 시간 동안 행할 수 있다. The homogenization heat treatment may be performed for 1 to 48 hours in a temperature range of 900 to 1350 ° C.

본 발명에 의하면, 기존 고엔트로피 합금에 포함되는 Co, Cr, Fe, Mn, Ni, Cu의 원소 중, Fe을 주원소로 필수적으로 포함하고 그 외 4종 이상의 합금원소를 포함하는 고엔트로피 강(steel)을 제공하며, 아울러, 고엔트로피 steel의 기지조직(matrix)에 나노 크기의 석출물을 형성함으로써 우수한 강도와 연성을 구현할 수 있다. 따라서 이를 통하여, 원자력 압력용기, 피복관, 화력 발전용 터빈 블레이드 등의 고온 소재로 응용 등 고엔트로피 steel의 보다 다양한 활용이 가능하다는 장점이 있다.According to the present invention, among the elements of Co, Cr, Fe, Mn, Ni, and Cu contained in the existing high-entropy alloy, high-entropy steel comprising Fe as a main element and other four or more alloy elements ( steel), and also, by forming nano-sized precipitates in a matrix of high-entropy steel, excellent strength and ductility can be realized. Accordingly, through this, there is an advantage that more various applications of high-entropy steel, such as application as a high-temperature material such as a nuclear pressure vessel, a sheath, and a turbine blade for thermal power generation, are possible.

도 1은 본 발명의 고엔트리피 강의 미세조직을 나타낸 모식도로서, (a)는 2차 열처리 전이고, (b)는 2차 열처리 후의 미세조직을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 제조방법 일예를 나타낸 공정 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 중 발명예 1의 미세조직을 나타낸 전자 현미경 사진로서, 열처리 후에 구상의 석출물이 분포한 미세조직을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예 중 발명예 5의 미세조직을 관찰한 사진으로 열처리 후에 침상의 석출물이 분포한 미세조직이다.
Figure 1 is a schematic diagram showing the microstructure of the high-entry steel of the present invention, (a) is before the second heat treatment, (b) shows the microstructure after the second heat treatment.
Figure 2 is a process flow chart showing an example of the manufacturing method of the present invention.
3 is an electron micrograph showing the microstructure of Inventive Example 1 among the examples of the present invention, and shows the microstructure in which spherical precipitates are distributed after heat treatment.
4 is a photograph of the microstructure of Inventive Example 5 among the examples of the present invention, and is a microstructure in which precipitates of needles are distributed after heat treatment.

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

본 발명의 발명자들은 최근 자원 한계에 따른 원자재의 가격 상승, 온실가스 관련 등 엄격해지는 환경문제 등의 문제점들을 해결하기 위하여 고강도와 고연성의 기계적 특성을 나타내는 새로운 소재 개발에 대한 연구를 행하였으며, 구체적으로 향상된 기계적 특성을 얻기 위한 합금개발에 대한 방안으로서 고엔트로피 합금의 개념을 철강재료에의 적용을 검토하였다. 이에 따라, 철강재료 기반 고엔트로피 강 기지에 다양한 합금원소의 석출물을 형성시켜 제조되는 강의 가공성 및 가공경화 성능이 제고됨을 확인하였다. 즉, 고엔트로피 합금에 비금속 합금원소인 탄소(C), 질소(N), 붕소(B) 등을 고용한도 이상으로 첨가하여 탄질화물 또는 붕화물을 석출시키거나, Ti, Zr, Mo, W, Nb, Si, V, Al 등의 금속원소를 첨가시켜 석출물을 형성함으로써, 강도와 연성이 동시에 우수한 고엔트로피 강을 제조할 수 있음을 확인하고 본 발명을 제시하는 것이다. The inventors of the present invention recently conducted research on the development of new materials that exhibit high strength and high ductility mechanical properties in order to solve problems such as stricter environmental problems such as rising prices of raw materials and greenhouse gases related to resource limitations. As a method for alloy development to obtain improved mechanical properties, the concept of high-entropy alloy was applied to steel materials. Accordingly, it was confirmed that the workability and the work hardening performance of the steel produced by forming precipitates of various alloying elements on a high-entropy steel base based on a steel material are improved. That is, carbon or nitrides are precipitated by adding carbon (C), nitrogen (N), boron (B), etc., which are nonmetallic alloy elements, to the high-entropy alloy beyond the solid solution limit, or precipitate carbonitride or boride, or Ti, Zr, Mo, W, By adding metal elements such as Nb, Si, V, and Al to form a precipitate, it is confirmed that the high-entropy steel having excellent strength and ductility can be produced and the present invention is presented.

즉, 본 발명의 고엔트로피 강은 기존 고엔트로피 합금과는 달리 Co, Cr, Fe, Mn, Ni, Cu의 합금원소 중 Fe를 필수적으로 포함하고, 그외 4종 이상의 원소를 포함하되, Fe의 함량이 첨가된 다른 구성원소 함량보다 높은 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명의 고엔트로피 강에 C, N, B 그룹과 Ti, Zr, Mo, W, Nb, Si, V, Al 그룹에서 각기 하나 이상의 원소를 더 포함하여, 기지에 석출상을 형성함으로써 석출강화 특성뿐만 아니라 가공경화 및 고용강화 특성을 개선함을 특징으로 한다. That is, unlike the high-entropy alloy of the present invention, unlike the existing high-entropy alloy, Fe is essentially contained in alloy elements of Co, Cr, Fe, Mn, Ni, and Cu, and contains at least four other elements, but the content of Fe It is characterized by being higher than the content of other constituents added. In addition, the high-entropy steel of the present invention further includes at least one element from the C, N, B group and Ti, Zr, Mo, W, Nb, Si, V, Al group, respectively, to form a precipitation phase at the base to strengthen precipitation. It is characterized by improving processing hardening and solid solution strengthening characteristics as well as characteristics.

먼저, 본 발명의 고엔트로피 강의 조성성분 및 함량 제한사유를 상세히 설명한다. First, the reason for limiting the composition and content of the high-entropy steel of the present invention will be described in detail.

본 발명의 고엔트로피 강은, 원자(at)%로, Fe: 35% 초과 80% 이하와, Ni: 5% 초과 35% 이하, Mn: 5% 초과 35% 이하, Co: 5% 초과 35% 이하, Cr: 5% 초과 35% 이하 및 Cu: 5% 초과 35% 이하로 이루어진 원소 그룹 중 선택된 4종 이상을 포함하고; 하기 1) 및 2)에 정의되는 원소 그룹 중 선택된 1종 이상을 각각 포함하며; 그리고 그 기지 조직(matrix)에 석출물이 분포되어 있다. The high-entropy steel of the present invention, in atomic (at)%, Fe: more than 35% and 80% or less, Ni: 5% or more and 35% or less, Mn: 5% or more and 35% or less, Co: more than 5% and 35% Or less, Cr: more than 5% and less than 35% and Cu: more than 5% and more than 35%, and includes four or more selected from the group of elements; It includes one or more selected from the group of elements defined in 1) and 2), respectively; In addition, precipitates are distributed in the matrix.

1) C: 0.01~0.9%, N: 0.01~0.9% 및 B: 0.01~0.9%1) C: 0.01 to 0.9%, N: 0.01 to 0.9% and B: 0.01 to 0.9%

2) Ti: 0.05~10%, Zr: 0.05~10%, Mo: 0.05~10%, W: 0.05~10%, Nb: 0.05~10%, Si: 0.05~10%, V:0.05~10% 및 Al:0.05~10%2) Ti: 0.05 to 10%, Zr: 0.05 to 10%, Mo: 0.05 to 10%, W: 0.05 to 10%, Nb: 0.05 to 10%, Si: 0.05 to 10%, V: 0.05 to 10% And Al: 0.05 to 10%

본 발명에서 상기 Fe, Cr, Ni, Mn, Co 및 Cu는 고 엔트로피 합금을 구성하는 원소로서, 4주기 천이원소 그룹이며, 원자반경의 차이 등이 작아 고용체 등을 이루기 적합한 원소이다. 상기 Mn와 Ni는 면심입방(FCC) 고용체를 촉진하는 원소이며, Co는 조직의 미세화, Cr은 내식성을 향상시킨다. 상기 원소 중 Fe 함량이 35% 초과, 80% 이하인 이유는 가능한 한 엔트로피를 극대화시키되, 기지가 강(Steel)의 특성을 갖도록 Fe의 성분이 다른 구성원소보다 높게 하기 위함이다. Ni, Cu 함량이 5% 초과, 35% 이하인 이유는 엔트로피를 극대화시키되, 기지가 FCC의 특성을 갖도록 하기 위함이며, Mn 함량이 5% 초과, 35% 이하인 이유는 엔트로피를 극대화시키되, 기지의 적층결함에너지를 낮추고 FCC의 특성을 갖도록 하기 위함이며, Co 함량이 5% 초과, 35% 이하인 이유는 엔트로피를 극대화시키되, 조직의 미세화 및 적층결함에너지를 제어하기 위함이며, Cr 함량이 5% 초과, 35% 이하인 이유는 엔트로피를 극대화시키되, 내식성을 최적화하기 위함이다.In the present invention, Fe, Cr, Ni, Mn, Co, and Cu are elements constituting a high entropy alloy, and are a group of 4 cycle transition elements, and are small and suitable for forming a solid solution. The Mn and Ni are elements that promote the surface centered cubic (FCC) solid solution, Co is to refine the structure, and Cr improves corrosion resistance. The reason why the Fe content in the element is more than 35% and 80% or less is to maximize the entropy as much as possible, but to make the Fe component higher than other elements so that the base has the characteristics of steel. The reason that the Ni and Cu contents are more than 5% and 35% or less is to maximize entropy, but to make the matrix have the characteristics of FCC, and the reason why the Mn content is more than 5% and 35% or less is to maximize entropy, but the base is laminated To lower the defect energy and to have FCC characteristics, the reason why the Co content is more than 5% and less than 35% is to maximize the entropy, but to control the micronization and lamination defect energy of the tissue, and the Cr content is more than 5%, The reason it is less than 35% is to maximize entropy, but to optimize corrosion resistance.

한편, 상기 C, N 및 B는 고엔트로피 강 내의 Fe, Mn, Cr 그 중에서도 특히 Cr과 탄화물 또는 질화물을 형성하여, 고엔트로피 강 기지에 석출되어 기지를 강화시키고, 가공경화능을 향상시킨다. 상기 C, N 및 B의 함량을 각각 0.01~0.9%로 하는 것은, 이들 원소가 0.01% 미만으로 너무 적은 경우에는 석출경화능이 너무 작고, 0.9%를 초과하는 경우에는 가공성을 악화시켜 취성 현상이 나타날 수 있다.On the other hand, the C, N, and B forms Fe, Mn, and Cr in the high-entropy steel, among others, carbide and nitride, and precipitates on the high-entropy steel base to strengthen the base and improve the work hardening ability. When the content of the C, N, and B is 0.01 to 0.9%, respectively, if these elements are less than 0.01%, the precipitation hardening capacity is too small, and if it exceeds 0.9%, the workability is deteriorated and brittleness appears. You can.

또한 상기 Ti, Zr, Mo, W, Nb, Si, V 및 Al는 고엔트로피 강 기지를 이루는 주원소인 Fe, Cr, Ni, Mn, Co 및 Cu와 원자 반경의 차이가 크고, 원자가 등의 차이가 커서, 고엔트로피 강 기지에 용해도가 작아 석출물 또는 탄/질화물 등이 석출되어 기지를 강화시킬 수 있다. 상기 Ti, Zr, Mo, W, Nb, Si, V 및 Al의 함량을 각각 0.05~10%로 하는 것은 0.05% 미만에서는 석출경화 효과가 너무 작은 반면, 10%를 초과하게 되면, 석출물의 비가 너무 커져서 가공성을 악화시켜 취성을 유발할 수 있기 때문이다. In addition, the Ti, Zr, Mo, W, Nb, Si, V, and Al have a large difference in atomic radius from Fe, Cr, Ni, Mn, Co, and Cu, which are the main elements constituting a high-entropy steel base, and a difference in valence, etc. Because it is large, it has low solubility in the high-entropy steel base, and precipitates or carbon / nitride can be precipitated to strengthen the base. When the contents of Ti, Zr, Mo, W, Nb, Si, V, and Al are 0.05 to 10%, the precipitation hardening effect is too small at less than 0.05%, whereas when it exceeds 10%, the ratio of precipitates is too high. It is because it becomes large and deteriorates the workability, which may cause brittleness.

이하, 본 발명 고엔트로피 강 미세조직에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the high-entropy steel microstructure of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명인 고 엔트로피 합금의 미세조직을 개략적으로 나타낸 모식도로서, (a)는 본 발명의 고 엔트로피 합금을 제조하는 과정에서 2차 열처리 전에, 단상의 고용체인 기지조직(matrix)에 고용되지 않은 일부 금속성분들이 분포한 형태(제2상)를 나타내며, (b)는 2차 열처리를 통해서 석출물이 기지조직의 전반에 걸쳐서 고르게 분포되어 있는 것을 나타낸다.1 is a schematic diagram schematically showing the microstructure of the high-entropy alloy of the present invention, (a) is not employed in the matrix structure (matrix) that is a solid solution of a single phase before the second heat treatment in the process of manufacturing the high-entropy alloy of the present invention It shows the form (second phase) in which some metal components are not distributed, and (b) shows that the precipitates are evenly distributed throughout the matrix through secondary heat treatment.

본 발명에서 상기 석출물은 Cr, Ti, Zr, Mo, W, Nb, Si 또는 V계 탄질화물 내지 붕화물, Mn계 탄질화물 및 (Cr,Mn)계 탄질화물 중 1종 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 석출물은 Cr, Ti, Zr, Mo, W, Nb, Si 또, V을 포함하는 탄화물, 질화물 내지 붕화물, Mn을 포함하는 탄화물 내지 질화물(이하, Mn계 탄질화물) 및 Cr과 Mn을 포함하는 탄화물 내지 질화물(이하, (Cr,Mn)계 탄질화물) 등이 될 수 있다. 본 발명의 고엔트로피 강은 상기와 같이 주 기지조직에 위의 석출물을 석출시켜 강도와 연성이 우수한 고엔트로피 강을 얻을 수 있다.In the present invention, the precipitate may be at least one of Cr, Ti, Zr, Mo, W, Nb, Si or V-based carbonitride to boride, Mn-based carbonitride and (Cr, Mn) -based carbonitride. Specifically, the precipitate is Cr, Ti, Zr, Mo, W, Nb, Si, and carbides containing V, nitrides to borides, carbides to nitrides containing Mn (hereinafter referred to as Mn-based carbonitrides) and Cr and It may be a carbide to nitride containing Mn (hereinafter, (Cr, Mn) -based carbonitride). The high-entropy steel of the present invention can obtain a high-entropy steel excellent in strength and ductility by depositing the above precipitate on the main matrix structure as described above.

한편 본 발명에서 상기 석출물은 기지에 석출되어 전위(dislocation)의 이동을 방해하거나 전위의 결함에 의한 전위 소멸을 방해하여 전위밀도를 높임으로써, 강도를 향상시킨다. 상기 석출물은 그 평균 직경이 0.5~50㎚의 크기이고, 석출물 간의 간격은 1~500㎚로 분포되어 있는 것이 바람직하다. On the other hand, in the present invention, the precipitates are precipitated at the base to prevent dislocation movement or to prevent dislocation due to defects in dislocation to increase dislocation density, thereby improving strength. It is preferable that the average diameter of the precipitate is 0.5 to 50 nm, and the spacing between the precipitates is distributed at 1 to 500 nm.

다음으로, 본 발명의 고엔트로피 강의 제조방법을 상세히 설명한다. Next, the method of manufacturing the high-entropy steel of the present invention will be described in detail.

본 발명의 고엔트로피 강의 제조방법은, 상기와 같은 조성성분을 갖는 금속 재료를 준비하는 단계; 상기 준비된 금속 재료를 용융하여 합금을 제조하는 단계; 상기 제조된 합금을 900~1350℃의 온도범위에 균질화 열처리하는 단계; 상기 균질화 열처리 후 냉각하는 단계; 및 상기 냉각된 합금을 가공한 후, 300~900℃의 온도범위에서 0.2~72시간 유지하는 2차 열처리 후 냉각하는 단계를 포함한다. The method of manufacturing a high-entropy steel of the present invention comprises the steps of preparing a metal material having the above compositional components; Manufacturing an alloy by melting the prepared metal material; Homogenizing heat treatment of the prepared alloy in a temperature range of 900 to 1350 ° C; Cooling after the homogenization heat treatment; And after processing the cooled alloy, cooling after a second heat treatment to maintain 0.2 to 72 hours in a temperature range of 300 to 900 ° C.

도 2는 본 발명의 제조방법 일예를 나타낸 공정 순서도이다.Figure 2 is a process flow chart showing an example of the manufacturing method of the present invention.

도 2는 나타난 바와 같이, 상기 조성 성분을 갖는 금속 재료를 마련한 후, 이를 용융한다.As shown in Fig. 2, a metal material having the above-mentioned composition component is prepared and then melted.

본 발명에서 상기 용융과정은 제조된 금속 재료를 합금화하기 위한 것으로서, 그 방법에 대해 특별히 한정하지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에 통상으로 행해지는 일반적인 방법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 주조, 아크 용해, 분말 야금법, 용사주조법, 용사코팅법, 분사코팅법, 3D-printing 법 등을 통해서 상기 합금으로 제조할 수 있다. In the present invention, the melting process is for alloying the manufactured metal material, and the method is not particularly limited, and a general method commonly performed in the technical field to which the present invention pertains can be used. For example, it can be produced from the alloy through casting, arc melting, powder metallurgy, spray casting, spray coating, spray coating, 3D-printing, and the like.

이어, 본 발명에서는 상기 용융하여 제조된 합금을 균질화 열처리한다. 고 엔트로피 합금은 다양한 원소가 혼합되어 있으므로, 충분한 확산을 유도하기 위해서 균질화 열처리를 행한다. 상기 균질화 열처리는 900~1350℃의 온도범위에서 1~48시간 유지하는 것이 바람직하다.Subsequently, in the present invention, the alloy prepared by melting is subjected to homogenization heat treatment. Since a high entropy alloy contains various elements, homogenization heat treatment is performed to induce sufficient diffusion. The homogenization heat treatment is preferably maintained for 1 to 48 hours in a temperature range of 900 to 1350 ° C.

그리고 본 발명에서는 상기 균질화 열처리 후에는 냉각을 행한다. 상기 냉각 방식을 특별히 한정하기 않으므로, 수냉, 유냉, 공냉 등의 방식으로 행할 수 있다. 상기 냉각 과정을 통해 미세조직에서 기지조직에 고용되지 않는 일부 금속성분들이 균일하게 분포되도록 할 수 있다. And in the present invention, cooling is performed after the homogenization heat treatment. Since the cooling method is not particularly limited, it can be performed by a method such as water cooling, oil cooling, or air cooling. Through the cooling process, some metal components that are not employed in the matrix structure in the microstructure may be uniformly distributed.

후속하여, 본 발명에서는 상기 냉각된 합금을 가공한다, 본 발명에서는 이러한 가공방법으로 단조, 압출, 압연, 인발 등의 방법을 이용할 수 있다. 이러한 가공으로 냉각된 합금 소재 내부에 다양한 변형 결함들이 도입될 수 있다.Subsequently, in the present invention, the cooled alloy is processed. In the present invention, methods such as forging, extrusion, rolling, and drawing may be used as the processing method. Various deformation defects can be introduced into the cooled alloy material by such processing.

이어, 본 발명에서는 상기 냉각된 단상의 고용체 기지조직에 석출물이 동시에 존재하는 미세조직을 만들기 위해서 2차 열처리를 실시한다. Subsequently, in the present invention, secondary heat treatment is performed to create a microstructure in which precipitates are simultaneously present in the cooled single-phase solid solution matrix structure.

이러한 2차 열처리는 성분이 균일하게 분포된 합금 기지에서 고용한계를 넘어서는 원소나 열역학적으로 불안정하거나 준안정한 상태로 분포하는 원소들을 단일원소나 금속간 화합물 형태로 기지에 균일하게 석출시키기 위한 공정이다.The secondary heat treatment is a process for uniformly depositing elements that exceed the solid-solution limit or elements that are thermodynamically unstable or metastable in an alloy matrix in which components are uniformly distributed, in the form of a single element or an intermetallic compound.

이때, 본 발명에서는 300~900℃의 온도범위에서 0.2~72시간 유지하는 2차 열처리를 행함이 바람직하다. At this time, in the present invention, it is preferable to perform a secondary heat treatment that is maintained for 0.2 to 72 hours in a temperature range of 300 to 900 ° C.

이후, 상기 2차 열처리된 합금을 냉각하며, 이때의 냉각은 상기와 마찬가지로, 수냉, 유냉, 공냉, 노냉 등의 통상의 냉각 방식을 이용할 수 있다.Thereafter, the secondary heat-treated alloy is cooled, and cooling at this time may use a conventional cooling method such as water cooling, oil cooling, air cooling, and furnace cooling.

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

(실시예)(Example)

하기 표 1의 조성(at%)을 갖는 금속 재료를 준비하고, 이를 진공 분위기에서 아크 용해(Arc Melting)하여 고엔트로피 합금을 각각 제조하였다. 이후, 제조된 합금을 1250℃에서 24시간 균질화 열처리를 수행한 후 냉각하였다. 그리고 상기 균질화 처리 후 냉각된 합금은 압연 가공 공정을 거친 후, 450℃에서 3시간 열처리하여 석출물을 형성시켰다.A metal material having a composition (at%) of Table 1 below was prepared, and arc melted in a vacuum atmosphere to prepare high-entropy alloys, respectively. Subsequently, the produced alloy was cooled after performing homogenization heat treatment at 1250 ° C. for 24 hours. And after the homogenization treatment, the cooled alloy was subjected to a rolling processing process, and then heat-treated at 450 ° C. for 3 hours to form a precipitate.

이후, 상기와 같이 제조된 각각의 고엔트로피 강(비교예 1-3, 발명예 1-12)에 대하여 1mm 두께의 판재 만들어, 인장시험을 수행하고 그 기계적 물성을 평가하여 이를 하기 표 1에 함께 나타내었다. Then, for each of the high-entropy steel (Comparative Example 1-3, Inventive Example 1-12) prepared as described above, a plate having a thickness of 1 mm was formed, a tensile test was performed, and the mechanical properties were evaluated, and the results were shown in Table 1 below. Shown.

구분division 합금alloy 석출물Precipitate 인장강도
(MPa)
The tensile strength
(MPa)
항복강도
(MPa)
Yield strength
(MPa)
연신율
(%)
Elongation
(%)
비교예 1Comparative Example 1 Co20Cr20Fe20Mn20Ni20 Co 20 Cr 20 Fe 20 Mn 20 Ni 20 -- 620620 480480 4040 비교예 2Comparative Example 2 Fe25Ni25Co25Cr25 Fe 25 Ni 25 Co 25 Cr 25 -- 10001000 870870 3535 비교예 3Comparative Example 3 Fe20Mn20Ni20Co20Cr20 Fe 20 Mn 20 Ni 20 Co 20 Cr 20 -- 760760 640640 1515 발명예 1Inventive Example 1 Fe60Cr19.5Co10Mn10C0.5 Fe 60 Cr 19.5 Co 10 Mn 10 C 0.5 구상 석출물(0.5~50㎚)Spherical precipitate (0.5-50 nm) 875875 728728 2424 발명예 2Inventive Example 2 Fe60Cr19.5Co10Mn10N0.5 Fe 60 Cr 19.5 Co 10 Mn 10 N 0.5 구상 석출물 (0.5~50㎚)Spherical precipitate (0.5-50 nm) 900900 712712 1818 발명예 3Inventive Example 3 Fe60Cr19.5Co10Mn10B0.5 Fe 60 Cr 19.5 Co 10 Mn 10 B 0.5 침상 형상(0.5~50㎚)Needle shape (0.5-50nm) 915915 765765 1717 발명예 4Inventive Example 4 Fe60Cr15Ni10Mn10Ti4.5C0.5 Fe 60 Cr 15 Ni 10 Mn 10 Ti 4.5 C 0.5 침상 석출물(0.5~50㎚)Needle precipitate (0.5-50 nm) 10651065 915915 2525 발명예 5Inventive Example 5 Fe60Co15Ni10Mn10W4.5C0.5 Fe 60 Co 15 Ni 10 Mn 10 W 4.5 C 0.5 침상 석출물(0.5~50㎚)Needle precipitate (0.5-50 nm) 10951095 952952 2626 발명예 6Inventive Example 6 Fe60Cr15Ni10Mn10Mo4.5C0.5 Fe 60 Cr 15 Ni 10 Mn 10 Mo 4.5 C 0.5 침상 석출물(0.5~50㎚)Needle precipitate (0.5-50 nm) 10801080 926926 2424 발명예 7Inventive Example 7 Fe60Ni15Co10Mn10V4.5C0.5 Fe 60 Ni 15 Co 10 Mn 10 V 4.5 C 0.5 침상 석출물(0.5~50㎚)Needle precipitate (0.5-50 nm) 10731073 930930 2323 발명예 8Inventive Example 8 Fe60Cr15Co10Mn10Nb4.5C0.5 Fe 60 Cr 15 Co 10 Mn 10 Nb 4.5 C 0.5 침상 석출물(0.5~50㎚)Needle precipitate (0.5-50 nm) 10911091 934934 2525 발명예 9Inventive Example 9 Fe60Cr15Co10Ni10Zr4.5C0.5 Fe 60 Cr 15 Co 10 Ni 10 Zr 4.5 C 0.5 침상 석출물(0.5~50㎚)Needle precipitate (0.5-50 nm) 10581058 923923 2424 발명예 10Inventive Example 10 Fe60Ni15Co10Mn10Cu4.5N0.5 Fe 60 Ni 15 Co 10 Mn 10 Cu 4.5 N 0.5 구상 석출물(0.5~50㎚)Spherical precipitate (0.5-50 nm) 983983 840840 2121 발명예 11Inventive Example 11 Fe60Cr15Co10Mn10Al4.5N0.5 Fe 60 Cr 15 Co 10 Mn 10 Al 4.5 N 0.5 구상 석출물(0.5~50㎚)Spherical precipitate (0.5-50 nm) 10201020 874874 2525 발명예 12Inventive Example 12 Fe60Mn15Co10Cr10Si4.5B0.5 Fe 60 Mn 15 Co 10 Cr 10 Si 4.5 B 0.5 침상 석출물(0.5~50㎚)Needle precipitate (0.5-50 nm) 994994 848848 2222

표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 조성을 만족하고, 기지조직(matrix)에 석출물을 포함하는 발명예 1-12의 경우에는 비교예 1-3 대비 우수한 강도와 연성을 균형있게 확보할 수 있음을 확인할 수 있다. 특히, 비교예 1-3에서는 특별한 석출물이 관찰되지 않으나, 본 발명의 발명예들에서는 침상, 구상 형상의 석출물이 형성되고, 우수한 강도와 연성을 확보할 수 있음을 확인할 수 있다.As shown in Table 1, in the case of Inventive Example 1-12 that satisfies the composition of the present invention and includes a precipitate in a matrix, superior strength and ductility compared to Comparative Example 1-3 can be secured in a balanced manner. Can be confirmed. Particularly, in Comparative Examples 1-3, no particular precipitate was observed, but it can be confirmed that in the invention examples of the present invention, a needle-shaped or spherical-shaped precipitate was formed, and excellent strength and ductility can be secured.

한편, 도 3은 본 발명예 1의 미세조직을 관찰한 사진으로서, 도 3에서는 2차 열처리 후, 구형의 탄화물이 형성되어 전위의 이동을 방해함으로써 기지를 강화시키는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, FIG. 3 is a photograph of the microstructure of Example 1 of the present invention. In FIG. 3, after the secondary heat treatment, it can be confirmed that spherical carbides are formed to hinder the movement of dislocations to strengthen the matrix.

도 4는 본 발명예 5의 미세조직을 관찰한 사진으로서, 2차 열처리 후, 형성된 침상의 석출물이 고르게 분산되어 기지 내에서 전위의 이동을 방해함으로써 기지를 강화시키는 것을 확인할 수 있다. 4 is a photograph of the microstructure of Example 5 of the present invention, after the second heat treatment, it can be seen that the precipitates formed on the needles are evenly dispersed, thereby preventing the movement of dislocations within the matrix to strengthen the matrix.

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.As described above, in the detailed description of the present invention, the preferred embodiments of the present invention have been described, but those skilled in the art to which the present invention pertains have various modifications within the limits that do not depart from the scope of the present invention. Of course it is possible. Therefore, the scope of rights of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the equivalents as well as the claims described below.

Claims (5)

원자(at)%로, Fe: 35% 초과 80% 이하와, Ni: 5% 초과 35% 이하, Mn: 5% 초과 35% 이하, Co: 5% 초과 35% 이하, Cr: 5% 초과 35% 이하 및 Cu: 5% 초과 35% 이하로 이루어진 원소 그룹 중 선택된 4종 이상을 포함하고;
하기 1) 및 2)에 정의되는 원소 그룹 중 선택된 1종 이상을 각각 포함하며; 그리고
그 기지 조직(matrix)에 석출물이 분포되어 있는 석출경화형 고엔트로피 강.
1) C: 0.01~0.9%, N: 0.01~0.9% 및 B: 0.01~0.9%
2) Ti: 0.05~10%, Zr: 0.05~10%, Mo: 0.05~10%, W: 0.05~10%, Nb: 0.05~10%, Si: 0.05~10%, V:0.05~10% 및 Al:0.05~10%
In atomic (at)%, Fe: more than 35% 80%, Ni: more than 5% 35%, Mn: more than 5% 35%, Co: more than 5% 35%, Cr: more than 5% 35 % Or less and Cu: more than 5% and 35% or less;
It includes one or more selected from the group of elements defined in 1) and 2), respectively; And
Precipitation hardening type high-entropy steel in which precipitates are distributed in the matrix.
1) C: 0.01 to 0.9%, N: 0.01 to 0.9% and B: 0.01 to 0.9%
2) Ti: 0.05-10%, Zr: 0.05-10%, Mo: 0.05-10%, W: 0.05-10%, Nb: 0.05-10%, Si: 0.05-10%, V: 0.05-10% And Al: 0.05 to 10%
제 1항에 있어서, 상기 석출물은 Cr, Ti, Zr, Mo, W, Nb, Si 또는 V계 탄질화물 내지 붕화물, Mn계 탄질화물 및 (Cr,Mn)계 탄질화물 중 1종 이상인 것을 특징으로 하는 석출경화형 고엔트로피 강
The method according to claim 1, wherein the precipitate is at least one of Cr, Ti, Zr, Mo, W, Nb, Si or V-based carbonitride to boride, Mn-based carbonitride and (Cr, Mn) -based carbonitride. Precipitation hardening type high entropy steel
제 1항에 있어서, 상기 석출물은 그 평균 직경이 0.5~50㎚의 크기이고, 석출물 간의 간격은 1~500㎚로 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 석출경화형 고엔트로피 강.
The precipitation hardening type high-entropy steel according to claim 1, wherein the precipitate has an average diameter of 0.5 to 50 nm, and an interval between the precipitates is distributed at 1 to 500 nm.
원자(at)%로, Fe: 35% 초과 80% 이하와, Ni: 5% 초과 35% 이하, Mn: 5% 초과 35% 이하, Co: 5% 초과 35% 이하, Cr: 5% 초과 35% 이하 및 Cu: 5% 초과 35% 이하로 이루어진 원소 그룹 중 선택된 4종 이상을 포함하고; 그리고 하기 1) 및 2)에 정의되는 원소 그룹 중 선택된 1종 이상을 각각 포함하는 금속 재료를 준비하는 단계;
상기 준비된 금속 재료를 용융하여 합금을 제조하는 단계;
상기 제조된 합금을 900~1350℃의 온도범위에 균질화 열처리하는 단계;
상기 균질화 열처리 후 냉각하는 단계; 및
상기 냉각된 합금을 가공한 후, 300~900℃의 온도범위에서 0.2~72시간 유지하는 2차 열처리 후 냉각하는 단계를 포함하는 석출경화형 고엔트로피 강의 제조방법.
1) C: 0.01~0.9%, N: 0.01~0.9%, B: 0.01~0.9%중 1종 이상
2) Ti: 0.05~10%, Zr: 0.05~10%, Mo: 0.05~10%, W: 0.05~10%, Nb: 0.05~10%, Si: 0.05~10%, V:0.05~10%, Al:0.05~10% 중 1종 이상
In atomic (at)%, Fe: more than 35% 80%, Ni: more than 5% 35%, Mn: more than 5% 35%, Co: more than 5% 35%, Cr: more than 5% 35 % Or less and Cu: more than 5% and 35% or less; And preparing metal materials each containing at least one selected from the group of elements defined in 1) and 2) below;
Manufacturing an alloy by melting the prepared metal material;
Homogenizing heat treatment of the prepared alloy in a temperature range of 900 to 1350 ° C;
Cooling after the homogenization heat treatment; And
After processing the cooled alloy, a method of manufacturing a precipitation hardening type high-entropy steel comprising the step of cooling after the second heat treatment to maintain 0.2 to 72 hours in the temperature range of 300 ~ 900 ℃.
1) C: 0.01 ~ 0.9%, N: 0.01 ~ 0.9%, B: 0.01 ~ 0.9%
2) Ti: 0.05-10%, Zr: 0.05-10%, Mo: 0.05-10%, W: 0.05-10%, Nb: 0.05-10%, Si: 0.05-10%, V: 0.05-10% , Al: at least one of 0.05 to 10%
제 4항에 있어서, 상기 균질화 열처리는 900~1350℃ 온도범위에서 1~48 시간 동안 행하는 것을 특징으로 하는 석출경화형 고엔트로피 강의 제조방법. The method of claim 4, wherein the homogenization heat treatment is performed for 1 to 48 hours in a temperature range of 900 to 1350 ° C.
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