KR20230029178A - High- strength and heat-resisting hierarchical high entropy alloy and method of manufacturing the same - Google Patents

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KR20230029178A
KR20230029178A KR1020210111363A KR20210111363A KR20230029178A KR 20230029178 A KR20230029178 A KR 20230029178A KR 1020210111363 A KR1020210111363 A KR 1020210111363A KR 20210111363 A KR20210111363 A KR 20210111363A KR 20230029178 A KR20230029178 A KR 20230029178A
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송기안
이강진
홍순직
정윤종
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공주대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a high-strength and heat-resisting hierarchical high entropy alloy which comprises Al and any one element selected from a first element group consisting of Ti, Nb, and V and a second element group consisting of Co and Ni, wherein 10 to 30 at% of Al, 20 to 30 at% of the elements of the first element group, and 1 to 8 at% of the elements of the second element group are included.

Description

고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금 및 이의 제조방법{HIGH- STRENGTH AND HEAT-RESISTING HIERARCHICAL HIGH ENTROPY ALLOY AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}High-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy and its manufacturing method

본 발명은 고엔트로피 합금 내부에 시그마 상을 균일하게 석출하여 강도를 강화한 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy in which strength is enhanced by uniformly precipitating a sigma phase inside the high-entropy alloy and a manufacturing method thereof.

고엔트로피 합금 (High-entropy alloy, HEA)은 4종 이상의 주요 원소가 동등 또는 거의 동등한 원자비로 혼합된 합금으로, 합금 자체의 배열 엔트로피(configurational entropy)가 높아 금속간 화합물 또는 중간상 등이 형성되지 않고 원소들의 크기 차이에 따라 격자 뒤틀림, 치환등을 유발하여 고용 강화를 유발할 수 있다는 장점이 있다. A high-entropy alloy (HEA) is an alloy in which four or more major elements are mixed in equal or nearly equal atomic ratios, and the configurational entropy of the alloy itself is high so that intermetallic compounds or mesophases are not formed. It has the advantage of being able to induce solid solution strengthening by causing lattice distortion and substitution depending on the size difference of the elements.

이러한 고엔트로피 합금의 특징을 더욱 발전시키기 위하여 상기 고엔트로피 합금에 금속, 비금속 첨가 물질을 포함하여 물성을 강화하는 연구가 진행되고 있다. In order to further develop the characteristics of such a high entropy alloy, research is being conducted to enhance physical properties by including metal and non-metal additives in the high entropy alloy.

예를 들어, 대한민국 등록특허 제10-1927611호에서는 체심입방(BCC)계 형성 합금 원소를 첨가하여 합성 수율 및 기계적 물성을 향상하는 방법을 개시하고 있으며, 대한민국 등록특허 제10-1831056호에서는 비금속 원소를 첨가하여 경도와 내식성이 우수한 고엔트로피 합금을 만드는 방법을 개시하고 있다. 대한민국 등록특허 제10-1708763호에서는 다중 주요원소를 가지는 고엔트로피 합금을 개시하고 있다. For example, Korean Patent Registration No. 10-1927611 discloses a method for improving synthesis yield and mechanical properties by adding a body centered cubic (BCC)-based alloying element, and Korean Patent Registration No. 10-1831056 discloses a non-metal element. It discloses a method of making a high entropy alloy with excellent hardness and corrosion resistance by adding a. Korean Patent Registration No. 10-1708763 discloses a high entropy alloy having multiple main elements.

하지만 상술한 방법으로도 100℃ 이하의 온도에서 높은 강도 및 연신율을 가지며, 600℃ 이상에서도 충분한 강도가 유지되는 고엔트로피 합금을 제조하는 것은 아직 많은 어려움이 있다. However, even with the above method, there are still many difficulties in manufacturing a high entropy alloy having high strength and elongation at a temperature of 100 ° C or lower and maintaining sufficient strength even at 600 ° C or higher.

(0001) 대한민국 등록특허 제10-1927611호 (2018. 12. 04)(0001) Republic of Korea Patent No. 10-1927611 (2018. 12. 04) (0002) 대한민국 등록특허 제10-1831056호 (2018. 02. 21)(0002) Republic of Korea Patent Registration No. 10-1831056 (2018. 02. 21) (0003) 대한민국 등록특허 제10-1708763호 (2017. 02. 15)(0003) Republic of Korea Patent No. 10-1708763 (2017. 02. 15)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 본 발명은 고엔트로피 합금 내부에 시그마 상을 균일하게 석출하여 강도를 크게 향상시킨 초내열 고엔트로피 합금 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a superheat-resistant high-entropy alloy and a manufacturing method thereof, in which strength is greatly improved by uniformly precipitating a sigma phase inside the high-entropy alloy.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는 Al과 Ti, Nb 및 V로 구성되는 제1 원소군 및 Co 및 Ni로 구성되는 제2 원소군 중에서 선택되는 어느 하나의 원소를 포함하며, 상기 Al은 10 내지 30at%, 상기 제1 원소군의 원소는 각각 20 내지 30at%, 상기 제2 원소군의 원소는 1 내지 8at%로 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금에 관한 것이다. An embodiment of the present invention for achieving the above object includes any one element selected from a first element group consisting of Al, Ti, Nb, and V, and a second element group consisting of Co and Ni, wherein the Al is 10 to 30 at%, the elements of the first element group are 20 to 30 at%, respectively, and the elements of the second element group are 1 to 8 at%. will be.

상기 일 실시예에 있어서, 상기 제1 원소군에서 선택되는 3개의 원소의 첨가량은 원자%로 동일하거나, 각 성분간의 함량차이가 5% 이하로 제공될 수 있다.In the above embodiment, the addition amount of the three elements selected from the first element group may be the same in atomic %, or the content difference between each component may be 5% or less.

상기 일 실시예에 있어서, 상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금은 체심입방(BCC) 구조를 가지며, 상기 제2 원소군의 원소는 상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금 내에서 정방정계 구조(Tetragonal structure)의 석출상을 형성하여, 상기 체심입방(BCC) 구조 내에서 석출될 수 있다.In the above embodiment, the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy has a body-centered cubic (BCC) structure, and the element of the second element group has a tetragonal structure (Tetragonal structure), and may be precipitated within the body centered cubic (BCC) structure.

상기 일 실시예에 있어서, 상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금은 100℃ 이하의 온도에서 1,600㎫ 이상의 항복강도와 13%이상의 압축 변형율을 동시에 가질 수 있다.In the above embodiment, the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy may simultaneously have a yield strength of 1,600 MPa or more and a compressive strain of 13% or more at a temperature of 100° C. or less.

상기 일 실시예에 있어서, 상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금은 600 내지 750℃ 온도에서 1,000 내지 1,200㎫ 의 항복강도와 20 내지 30% 압축 변형율을 가질 수 있다.In the above embodiment, the high-strength superheat-resistant hierarchical high entropy alloy may have a yield strength of 1,000 to 1,200 MPa and a compressive strain of 20 to 30% at a temperature of 600 to 750 ° C.

본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르면, a) Al, 제1 원소군과 제2 원소군에서 선택되는 어느 하나의 원소를 포함하는 원료 물질을 준비하는 단계; b) 상기 원료 물질들을 칭량한 후 이를 진공 아크 재용해(Vacuum Arc Remelting, VAR)하여 잉곳을 제조하는 단계; c) 상기 잉곳을 진공 상태에서 티타늄 조각이 충진된 석영관에 주입하는 단계; 및 d) 잉곳이 주입된 석영관을 1,000 내지 1,200℃에서 일정 시간 유지 하는 단계;를 포함하며, 상기 제1 원소군은 Ti, Nb 및 V로 구성되며, 상기 제2 원소군은 Co 및 Ni로 구성되는 것을 특징으로 하는, 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금의 제조방법에 관한 것이다.According to another embodiment of the present invention, a) preparing a raw material containing any one element selected from Al, the first element group and the second element group; b) preparing an ingot by weighing the raw materials and then vacuum arc remelting (VAR); c) injecting the ingot into a quartz tube filled with titanium pieces in a vacuum state; and d) maintaining the ingot-injected quartz tube at 1,000 to 1,200° C. for a predetermined time, wherein the first element group is composed of Ti, Nb, and V, and the second element group is composed of Co and Ni. It relates to a method for producing a high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy, characterized in that it is configured.

상기 일 실시예에 있어서, b) 단계에서 칭량된 상기 원료 물질들을 용해하여 모합금을 만든 후, 상기 모합금을 5회 이상 재용해하여 잉곳을 제조할 수 있다.In the above embodiment, after melting the raw materials weighed in step b) to form a master alloy, the master alloy may be re-melted five or more times to manufacture an ingot.

상기 일 실시예에 있어서, 상기 열처리는 30 내지 120분 동안 수행될 수 있다.In the above embodiment, the heat treatment may be performed for 30 to 120 minutes.

본 발명은 체심입방(BCC) 격자 구조의 모재에 정방정계 구조의 시그마 상을 석출하여 100℃ 이하의 온도에서 1,600㎫ 이상의 항복강도와 13%이상의 압축 변형율을 동시에 갖는 고엔트로피 합금을 제공할 수 있다. The present invention can provide a high-entropy alloy having a yield strength of 1,600 MPa or more and a compressive strain of 13% or more at a temperature of 100 ° C or less by precipitating a sigma phase of a tetragonal structure on a base material of a body centered cubic (BCC) lattice structure. .

이를 통해 본 발명은 강도와 연신율을 동시에 확보하며, 600℃ 이상의 고온에서도 강도를 유지하는 고엔트로피 합금을 제공할 수 있다.Through this, the present invention can provide a high entropy alloy that simultaneously secures strength and elongation and maintains strength even at a high temperature of 600° C. or higher.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 제조예 및 비교제조예의 XRD 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제조예 1 및 제조예 2의 SEM-BSE 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 비교제조예1 및 비교제조예 2의 SEM-BSE 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 실시예 1 및 실시예 2의 XRD 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 실시예 1 및 실시예 2의 SEM-BSE 사진이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금의 고온 강도를 설명하는 그래프이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금의 고온 강도를 설명하는 그래프이다.
1 is an XRD graph of Preparation Example and Comparative Preparation Example according to an embodiment of the present invention.
2 is SEM-BSE pictures of Preparation Examples 1 and 2 according to an embodiment of the present invention.
3 is a SEM-BSE photograph of Comparative Preparation Example 1 and Comparative Preparation Example 2 according to an embodiment of the present invention.
4 is an XRD graph of Example 1 and Example 2 according to an embodiment of the present invention.
5 is SEM-BSE pictures of Examples 1 and 2 according to an embodiment of the present invention.
6 to 8 are graphs illustrating the high-temperature strength of the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy prepared according to Example 1 of the present invention.
9 to 11 are graphs illustrating the high-temperature strength of the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy prepared according to Example 2 of the present invention.

이하 본 발명에 따른 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금에 대하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy according to the present invention will be described in detail. The drawings introduced below are provided as examples so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Therefore, the present invention may be embodied in other forms without being limited to the drawings presented below, and the drawings presented below may be exaggerated to clarify the spirit of the present invention. At this time, unless there is another definition in the technical terms and scientific terms used, they have meanings commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs, and the gist of the present invention in the following description and accompanying drawings Descriptions of well-known functions and configurations that may be unnecessarily obscure are omitted.

본 발명은 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금에 관한 것으로, 구체적으로 Al 과 Ti, Nb, V 및 Co 또는 Ni 중에서 선택되는 어느 하나의 원소에 의한 합금으로 제공될 수 있다. The present invention relates to a high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy, and specifically, it may be provided as an alloy of Al and any one element selected from Ti, Nb, V, and Co or Ni.

일반적으로 고엔트로피 합금(High-entropy alloy, HEA)은 4종 이상의 주요 원소가 동등 또는 거의 동등한 원자비로 혼합된 합금으로, 합금 자체의 배열 엔트로피(configurational entropy)가 높아 금속간 화합물 또는 중간상 등이 형성되지 않는 특징이 있다. 또한 상기 고엔트로피 합금은 그 조성 및 제조방법에 따라 격자구조가 면심입방(Face-centered cubic; FCC), 체심입방(Body-centered cubic;BCC)의 단상(single phase) 구조 또는 면심입방과 체심입방을 모두 포함하는 복합상 구조로 제공될 수 있다. In general, a high-entropy alloy (HEA) is an alloy in which four or more major elements are mixed in equal or almost equal atomic ratios, and the configurational entropy of the alloy itself is high, resulting in intermetallic compounds or mesophases. There are features that do not exist. In addition, the high entropy alloy has a single phase structure of face-centered cubic (FCC) or body-centered cubic (BCC), or face-centered cubic and body-centered cubic, depending on its composition and manufacturing method. It may be provided as a composite phase structure containing all.

본 발명에서는 체심입방 구조를 가질 수 있는 4,5,6족 전이원소, 특히 그 중에 용융 온도가 1500℃ 이상이며, 1,000℃ 이상의 온도에서도 기계적 물성이 우수한 내화성 원소(refractory elements)인 Ti, Nb, V로 제공되는 체심입방 구조의 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금을 제조할 수 있다. 이하, Ti, Nb 및 V로 제공되는 원소군을 제1 원소군으로 정의한다.In the present invention, the group 4, 5, 6 transition elements that can have a body-centered cubic structure, particularly Ti, Nb, which are refractory elements having a melting temperature of 1500 ° C or higher and having excellent mechanical properties even at a temperature of 1,000 ° C or higher, A high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy having a body-centered cubic structure provided by V can be produced. Hereinafter, a group of elements provided as Ti, Nb, and V is defined as a first group of elements.

또한 본 발명은 Co 또는 Ni 중에서 선택되는 어느 하나의 원소를 1 내지 8at% 포함할 수 있다. In addition, the present invention may include 1 to 8 at% of any one element selected from Co or Ni.

상술한 제1 원소군에 속한 원소들은 1,000℃ 이상의 온도에서도 기계적 물성이 우수한 반면에, 100℃ 이하의 온도에서는 상대적으로 항복강도가 감소하는 특징이 있다. Elements belonging to the above-mentioned first element group have excellent mechanical properties even at a temperature of 1,000 ° C. or higher, but have a relatively reduced yield strength at a temperature of 100 ° C. or lower.

이를 보완하기 위해 본 발명은 상기 Al 및 상기 제1 원소군에 속한 원소에 비해 상대적으로 원자 반경(atomic radius)이 작은 Co 또는 Ni를 포함하여, 고용 강화를 유발할 수 있으며, 이를 통해 기계적 특징을 향상할 수 있다. To compensate for this, the present invention includes Co or Ni, which has a relatively small atomic radius compared to Al and elements belonging to the first element group, to induce solid solution strengthening, thereby improving mechanical characteristics. can do.

구체적으로 상기 Al 및 상기 제1 원소군에 속한 원소로 이루어진 고엔트로피 합금에 상기 Co 또는 Ni가 포함되면, 제1 원소군에 속한 원소가 위치한 공간에 Co 또는 Ni가 교환되어 격자 변형을 유발할 수 있다. 다시 말해, 상기 Co 또는 Ni가 상기 고엔트로피 합금에 고용 강화(solid solution strengthening)를 유발하여 상온에서도 기계적 특성을 강화할 수 있다. Specifically, when Co or Ni is included in a high entropy alloy composed of Al and an element belonging to the first element group, Co or Ni is exchanged in a space where an element belonging to the first element group is located, causing lattice deformation. . In other words, the Co or Ni induces solid solution strengthening in the high entropy alloy to enhance mechanical properties even at room temperature.

실시 예에 따르면, 상술한 고용 강화 효과를 통해 상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금은 100℃ 이하의 저온강도, 더욱 바람직하게는 상온에서 1,400㎫ 이상의 항복강도와 25%이상의 압축 변형율을 동시에 갖도록 강화할 수 있다. According to an embodiment, through the above-described solid solution strengthening effect, the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy can be strengthened to simultaneously have a low-temperature strength of 100 ° C or less, more preferably a yield strength of 1,400 MPa or more and a compressive strain of 25% or more at room temperature. can

또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금을 1,000 내지 1,200℃에서 30 내지 120분 동안 열처리 하는 과정을 더 포함하여 상기 고용 강화 효과를 더욱 향상할 수 있다. In addition, according to another embodiment of the present invention, the solid solution strengthening effect may be further improved by further including a process of heat-treating the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy at 1,000 to 1,200 ° C. for 30 to 120 minutes.

구체적으로, 상기 열처리를 통하여 Al 및 상기 제1 원소군 중 Nb과 결합하여 Al(Nb,Co)2 또는 Al(Nb,Co)2를 형성할 수 있다. 상기 Al(Nb,Co)2 또는 Al(Nb,Co)2 가 고엔트로피 합금 모재에 고르게 석출되어 단순히 Co 또는 Ni가 석출된 경우 보다 더 큰 고용 강화(solid solution strengthening) 효과를 유발할 수 있다. 이하, 상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금 모재에 석출된 Al(Nb,Co)2 또는 Al(Nb,Co)2 석출상을 시그마 상(Sigma phase;σ) 또는 시그마 석출물(Sigma precipitates)로 분류할 수 있다. Specifically, Al(Nb,Co) 2 or Al(Nb,Co) 2 may be formed by combining Al and Nb of the first element group through the heat treatment. The Al(Nb,Co) 2 or Al(Nb,Co) 2 is evenly precipitated in the high-entropy alloy base material to cause a greater solid solution strengthening effect than when Co or Ni is simply precipitated. Hereinafter, the Al (Nb, Co) 2 or Al (Nb, Co) 2 precipitated phase precipitated on the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy base material is classified as a Sigma phase (σ) or Sigma precipitates (Sigma precipitates). can do.

상기 시그마 상(σ)은 정방정계 구조(tetragonal structure)를 갖는 특징이 있어서, 기존에 체심입방(BCC) 구조로 형성된 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금 모재에 더 큰 격자 변형을 유발할 수 있다. The sigma phase (σ) is characterized by having a tetragonal structure, and thus may cause a larger lattice strain in a high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy base material formed in a body centered cubic (BCC) structure.

실시 예에 따르면, 상술한 열처리를 통해 상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금은 100℃ 이하의 저온강도, 더욱 바람직하게는 상온에서 1,600㎫ 이상의 항복강도와 13%이상의 압축 변형율을 동시에 갖도록 강화할 수 있다. According to an embodiment, through the above-described heat treatment, the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy has a low-temperature strength of 100 ° C. or less, more preferably, a yield strength of 1,600 MPa or more and a compressive strain of 13% or more at room temperature. It can be strengthened at the same time. .

아울러, 상술한 Al(Nb,Co)2 또는 Al(Nb,Co)2를 통해 600℃ 내지 750℃의 고온에서 1,000 내지 1,200㎫ 의 항복강도와 20 내지 30% 압축 변형율을 가질 수 있다. In addition, the above-described Al (Nb, Co) 2 or Al (Nb, Co) 2 may have a yield strength of 1,000 to 1,200 MPa and a compressive strain of 20 to 30% at a high temperature of 600 ° C to 750 ° C.

즉 본 발명은 Al 및 Ti, Nb, V로 제공되는 제1 원소군에 Co 또는 Ni 중에서 선택되는 어느 하나를 포함하여 강도를 강화한 고엔트로피 합금을 제조할 수 있다. That is, according to the present invention, a high entropy alloy with enhanced strength can be manufactured by including any one selected from Co or Ni in the first element group provided with Al, Ti, Nb, and V.

이에 더해, 본 발명은 상기 고엔트로피 합금을 1,000 내지 1,200℃에서 2시간 이하로 열처리 하여 상기 고엔트로피 합금 내부에 시그마 석출상을 형성할 수 있다. 상기 시그마 석출상은 체심입방(BCC) 구조로 형성된 고엔트로피 합금 모재에 더 큰 격자 변형을 유발할 수 있으며, 이를 통해 고용 강화(solid solution strengthening) 효과를 더욱 강화할 수 있다. In addition, in the present invention, a sigma precipitation phase may be formed in the high entropy alloy by heat-treating the high entropy alloy at 1,000 to 1,200 ° C for 2 hours or less. The sigma precipitated phase may induce a larger lattice strain in the high entropy alloy base material formed in the body centered cubic (BCC) structure, and through this, the solid solution strengthening effect may be further strengthened.

이상 본 발명의 실시 예에 따른 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금에 대해 설명하였다. 이하 본 발명의 실시 예에 따른 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금의 조성에 대하여 설명한다. Above, the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy according to the embodiment of the present invention has been described. Hereinafter, a composition of a high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy according to an embodiment of the present invention will be described.

상기 Al은 10 내지 30at% 포함된다. The Al is contained in an amount of 10 to 30 at%.

상기 Al은 상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금에서 체심 입방(BCC) 구조를 안정화 하여, 상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금이 체심 입방(BCC) 구조를 갖도록 유발할 수 있다. 아울러, 상기 Al은 열처리 과정을 거치면, 후술할 Nb 및 제2 원소군의 원소와 결합하여 정방정계 구조(tetragonal structure)의 시그마 상을 석출할 수 있다. 상기 Al이 10at% 미만이면, 상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금에서 모재가 BCC 단일 구조로 안정화 되지 않아 기계적 성질이 감소할 수 있다. The Al may stabilize a body-centered cubic (BCC) structure in the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy, causing the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy to have a body-centered cubic (BCC) structure. In addition, when the Al undergoes a heat treatment process, it may be combined with Nb and an element of the second element group to be described later to precipitate a sigma phase having a tetragonal structure. When the amount of Al is less than 10 at%, the base material in the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy is not stabilized as a single BCC structure, and mechanical properties may be reduced.

반대로 상기 Al이 30at%를 초과하면 상대적으로 Nb 및 제2 원소군의 성분비가 감소하여 열처리 이후 충분한 양의 시그마 상을 석출할 수 없다. 이러한 이유로 상기 Al은 10 내지 30at% 포함될 수 있으며, 더 바람직하게는 15내지 25at% 포함될 수 있다. Conversely, when the Al content exceeds 30 at%, the component ratio of Nb and the second element group is relatively reduced, so that a sufficient amount of the sigma phase cannot be precipitated after heat treatment. For this reason, the Al may be included in 10 to 30 at%, more preferably 15 to 25 at%.

상기 제1 원소군은 Ti, Nb 및 V로 제공되며, 상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금의 내화성, 수명, 강도 및 압축 변형율, 등에 기여할 수 있다.The first group of elements includes Ti, Nb, and V, and may contribute to refractory properties, lifespan, strength, compression set, and the like of the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy.

예를 들어, 상기 제1 원소군의 Ti는 상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금의 고온 산화에 대한 저항성이 향상될 수 있다. 이를 통해 상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금의 내화성 및 수명을 향상할 수 있다. For example, Ti of the first element group may improve resistance to high-temperature oxidation of the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy. Through this, it is possible to improve the refractory properties and lifespan of the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy.

상기 제1 원소군의 Nb는 상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금의 Al 및 제2 원소군의 원소와 결합하여 시그마 상을 생성할 수 있다. 상기 시그마 상은 상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금의 저온 강도 및 고온 강도를 모두 향상할 수 있다. Nb of the first element group may be combined with Al of the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy and an element of the second element group to form a sigma phase. The sigma phase may improve both low-temperature strength and high-temperature strength of the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy.

상기 제1 원소군의 V는 상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금이 600℃ 이상의 고온환경에서 강도를 유지하고, 압축 변형율을 개선하는데 기여할 수 있다. V of the first element group may contribute to maintaining strength and improving compression set of the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy in a high-temperature environment of 600° C. or higher.

상기 제1 원소군의 원소는 각각 20 내지 30at% 포함될 수 있다. 상기 제1 원소군의 원소가 20at% 미만 포함되면 각 원소의 조성이 부족하여 상술한 효과를 적정 수준으로 구현할 수 없다. 반대로 상기 제1 원소군의 원소가 30at%를 초과하면, 상대적으로 상기 Al 및 상기 제2 원소군의 원소가 감소하여 충분한 강도를 확보할 수 없다. Elements of the first element group may each be included in an amount of 20 to 30 at%. If the elements of the first element group are included in less than 20 at%, the above-described effects cannot be implemented at an appropriate level due to insufficient composition of each element. Conversely, when the content of the elements of the first element group exceeds 30 at%, the Al and the elements of the second element group are relatively reduced, so that sufficient strength cannot be secured.

실시 예에 따르면, 제1 원소군에서 Ti, Nb, V는 동일한 원자% 또는 각 성분간의 함량차이가 5% 이하로 포함될 수 있다. According to an embodiment, Ti, Nb, and V in the first element group may include the same atomic % or a content difference between each component of 5% or less.

상기 제2 원소군은 Co 및 Ni로 제공될 수 있으며, 제2 원소군에서 선택되는 어느 하나의 원소를 1내지 8at% 포함될 수 있다. The second element group may be provided with Co and Ni, and may include 1 to 8 at% of any one element selected from the second element group.

상기 제2 원소군은 상술한대로 상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금에 고용되어 정방정계 구조(tetragonal structure)의 석출상을 형성할 수 있다. As described above, the second group of elements may be dissolved in the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy to form a precipitate phase having a tetragonal structure.

구체적으로 상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금 내의 Al 및 상기 제1 원소군 중 Nb과 결합하여 Al(Nb,Co)2 또는 Al(Nb,Co)2의 시그마 상을 석출할 수 있으며, 이를 통해 더 큰 격자 변형을 유발하여 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금의 기계적 강도를 크게 향상시킬 수 있다. 상술한 효과를 구현하기 위해 상기 제2 원소군에서 선택되는 어느 하나의 원소는 1at% 이상 포함되는게 바람직하다. 상기 제2 원소군이 1at% 미만으로 포함되면, 시그마 상의 석출량이 감소하여 고용 강화 효과가 구현되지 않는다. 반면에 상기 제2 원소군에서 선택되는 어느 하나의 원소가 8at%를 초과하면 상기 시그마 상이 조대해지고, 분포의 균일성이 감소하여 연성이 지나치게 감소하고 취성이 증가할 수 있다. 이러한 이유로 상기 제2 원소군에서 선택되는 어느 하나의 원소는 1 내지 8at% 포함될 수 있으며, 더 바람직하게는 3내지 6at% 포함될 수 있다. Specifically, a sigma phase of Al(Nb,Co) 2 or Al(Nb,Co) 2 may be precipitated by combining with Al in the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy and Nb in the first element group, through which By inducing a larger lattice strain, the mechanical strength of high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloys can be greatly improved. It is preferable that any one element selected from the second element group is included in an amount of 1 at% or more in order to realize the above-described effect. When the second element group is included in an amount of less than 1 at%, the amount of precipitation of the sigma phase decreases, so that the solid solution strengthening effect is not implemented. On the other hand, when the content of any one element selected from the second group of elements exceeds 8 at%, the sigma phase becomes coarse and the uniformity of distribution decreases, so that ductility may be excessively reduced and brittleness may increase. For this reason, any one element selected from the second element group may be included in an amount of 1 to 8 at%, more preferably 3 to 6 at%.

이상 본 발명의 실시 예에 따른 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금의 조성에 대해 설명하였다. 이하 본 발명의 실시 예에 따른 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금의 제조방법에 대해 설명한다.The composition of the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy according to the embodiment of the present invention has been described above. Hereinafter, a method for manufacturing a high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy according to an embodiment of the present invention will be described.

실시 예에 따르면, 상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금의 제조방법은 a) Al, 제1 원소군과 제2 원소군에서 선택되는 어느 하나의 원소를 포함하는 원료 물질을 준비하는 단계, b) 상기 원료 물질들을 칭량한 후 이를 진공 아크 재용해(Vacuum Arc Remelting, VAR)하여 잉곳을 제조하는 단계, c) 상기 잉곳을 진공 상태에서 티타늄 조각이 포함된 석영관에 주입하는 단계 및 d) 잉곳이 주입된 석영관을 1,000 내지 1,200℃에서 일정 시간 유지 하는 단계;를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제1 원소군은 Ti, Nb 및 V로 제공될 수 있으며, 상기 제2 원소군은 Co 및 Ni로 제공될 수 있다. According to an embodiment, the manufacturing method of the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy includes the steps of a) preparing a raw material including Al, any one element selected from the first element group and the second element group, b) After weighing the raw materials, preparing an ingot by vacuum arc remelting (VAR), c) injecting the ingot into a quartz tube containing titanium pieces in a vacuum state, and d) the ingot It may include; maintaining the injected quartz tube at 1,000 to 1,200 ° C for a certain period of time. In this case, the first element group may be provided with Ti, Nb, and V, and the second element group may be provided with Co and Ni.

상기 a) 단계에서 원료 물질은 99.95% 이상의 순도로 준비될 수 있다. 또한, 상술한 원료 물질을 99.0% 이상의 순도의 아르곤 분위기에서 제조될 수 있다. 이를 통해, 후술할 b) 단계에서 제조되는 잉곳의 순도를 향상할 수 있다. In step a), the raw material may be prepared with a purity of 99.95% or more. In addition, the above raw materials can be prepared in an argon atmosphere with a purity of 99.0% or more. Through this, it is possible to improve the purity of the ingot produced in step b) to be described later.

실시 예에 따르면, 상기 b) 단계는 진공 아크 재용해법(Vacuum Arc Remelting, VAR)에 의해 수행될 수 있다. According to an embodiment, step b) may be performed by vacuum arc remelting (VAR).

구체적으로, 상기 원료 물질을 상술한 조성 범위로 칭량 후 이를 진공 아크 용해로에서 용해하여 모합금을 만들 수 있다. 이후, 상기 모합금을 수랭식 구리 노에 장입한 다음 아크를 이용하여 상기 모합금을 재용해 하여 잉곳을 제조할 수 있다. Specifically, after weighing the raw material in the above-described composition range, it may be melted in a vacuum arc melting furnace to form a master alloy. Thereafter, an ingot may be manufactured by charging the master alloy into a water-cooled copper furnace and then remelting the master alloy using an arc.

실시 예에 따르면, 상기 b) 단계는 Ti이 산화되어 산화층이 형성되는 것을 방지하기 위하여 진공 및 99.99% 순도의 아르곤 분위기에서 수행될 수 있다. 이 때 상기 진공 상태는 3x10-2Torr 이하, 더욱 바람직하게는 3x10-3Torr 이하에서 수행될 수 있다. According to an embodiment, step b) may be performed in a vacuum and 99.99% pure argon atmosphere to prevent Ti from being oxidized to form an oxide layer. At this time, the vacuum state may be performed at 3x10 -2 Torr or less, more preferably 3x10 -3 Torr or less.

실시 예에 따르면, 상기 b) 단계에서 재용해는 최소 5회 이상 반복하여 수행될 수 있다. 상기 잉곳을 재용해하는 과정이 5회 미만 수행되면, 내화성 원소로 구성되는 상기 제1 원소군이 완전히 용해되지 못하고 슬래그 형태로 불순물이 형성될 수 있다. 이는 균일한 물성을 갖는 것을 방해하고, 크랙 발생의 원인이 된다. 이러한 이유로 상기 b) 재용해는 최소 5회 이상 수행될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 8회 이상 수행될 수 있다. 이를 통해, 격자 구조가 체심입방(BCC) 구조를 갖는 고엔트로피 합금을 제조할 수 있다. According to an embodiment, the re-dissolution in step b) may be repeated at least 5 times. If the process of remelting the ingot is performed less than 5 times, the first element group composed of refractory elements may not be completely dissolved and impurities may be formed in the form of slag. This prevents uniform physical properties and causes cracks. For this reason, b) re-dissolution may be performed at least 5 times, and more preferably 8 times or more. Through this, a high entropy alloy having a lattice structure of a body centered cubic (BCC) structure can be manufactured.

상기 b) 단계 이후, 상기 잉곳을 진공 상태에서 티타늄 조각이 충진된 석영관에 주입할 수 있다. After step b), the ingot may be injected into a quartz tube filled with titanium pieces in a vacuum state.

실시 예에 따르면, 상기 c) 단계는 10-2Torr 이하로 유지되는 진공 상태에서 수행될 수 있다. 또한, 상기 석영관에 티타늄 조각을 충진하여 후술할 열처리 과정에서 상기 잉곳이 산화되는 것을 방지할 수 있다. According to an embodiment, step c) may be performed in a vacuum state maintained at 10 −2 Torr or less. In addition, it is possible to prevent the ingot from being oxidized during a heat treatment process to be described later by filling the quartz tube with titanium pieces.

실시 예에 따르면, 상기 d) 단계는 1,000 내지 1,200℃에서 수행될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1,000 내지 1,200℃에서 30 내지 120분 동안 유지될 수 있다. According to an embodiment, the step d) may be performed at 1,000 to 1,200 ° C, more preferably maintained at 1,000 to 1,200 ° C for 30 to 120 minutes.

상기 d) 단계에서 상기 열처리 온도가 1,000℃ 미만이면, 상기 시그마 상이 석출될 수 있는 충분한 온도에 미치지 못하여 상기 시그마 상의 석출량이 감소될 수 있다. 이는 상기 시그마 상으로 인하여 구현되는 고용 강화(solid solution strengthening) 효과가 감소하여 항복강도가 감소할 수 있다. In step d), if the temperature of the heat treatment is less than 1,000° C., the temperature at which the sigma phase can be precipitated is not reached, and thus the amount of precipitation of the sigma phase may be reduced. This may decrease the yield strength by reducing the solid solution strengthening effect realized due to the sigma phase.

반면에 상기 열처리 온도가 1,200℃를 초과하면, 상기 시그마 상이 조대해지고, 분포의 균일성이 감소하여 연성이 지나치게 감소하고 취성이 증가할 수 있다. 이를 방지하기 위해 상기 d) 단계는 1,000 내지 1,200℃에서 수행되는 것이 바람직하다. On the other hand, when the heat treatment temperature exceeds 1,200° C., the sigma phase becomes coarse and the uniformity of distribution decreases, so that ductility may be excessively reduced and brittleness may increase. In order to prevent this, step d) is preferably performed at 1,000 to 1,200 ° C.

이하, 실시예를 통해 본 발명에 따른 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금 및 이의 제조방법에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한 정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.Hereinafter, a high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described in more detail through examples. However, the following examples are only references for explaining the present invention in detail, but the present invention is not limited thereto, and may be implemented in various forms.

또한, 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 또한, 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 at%일 수 있다.Also, unless defined otherwise, all technical and scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. The terminology used in the description herein is merely to effectively describe specific embodiments and is not intended to limit the present invention. In addition, the unit of additives not specifically described in the specification may be at%.

가. 시그마 상(σ)의 석출에 따른 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금의 미세구조 변화 go. Changes in the microstructure of high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloys according to the precipitation of sigma phase (σ)

상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금 내에서 시그마 상이 석출하는 과정을 구체적으로 설명하기 위해서 열처리 전후에 따른 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금의 미세구조를 비교하였다. In order to explain in detail the process of precipitation of the sigma phase in the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy, the microstructures of the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy were compared before and after heat treatment.

우선, 열처리를 수행하지 않은 상태에서 제2 원소군에서 선택되는 어느 하나의 원소(Co 또는 Ni) 첨가에 따른 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금의 물성 변화를 비교하기 위해 하기와 같이 실시예 및 비교예를 구성하였다. First, in order to compare the change in physical properties of high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloys according to the addition of any one element (Co or Ni) selected from the second element group without performing heat treatment, examples and comparison are as follows. made up an example.

[제조예 1][Production Example 1]

순도 99.95%의 Al, Ti, Nb, V, Co 및 Ni을 하기 표 1에 기재된 바와 같은 조성으로 준비하였다. 상기 금속들을 99.99%의 고순도 아르곤(Ar) 분위기에서 진공 아크 융해하여 잉곳을 제조하였다.Al, Ti, Nb, V, Co, and Ni with a purity of 99.95% were prepared in the composition shown in Table 1 below. Ingots were prepared by vacuum arc melting of the metals in a 99.99% high purity argon (Ar) atmosphere.

다음으로, 상기 잉곳을 용해하고 냉각하는 단계를 8회 반복하여 수행하였다. 이 때, 상기 냉각은 수랭식 구리 노(copper hearth)를 사용하여 수행하였다. Next, the steps of dissolving and cooling the ingot were repeated 8 times. At this time, the cooling was performed using a water-cooled copper hearth.

다음으로, 물성 테스트를 위해 상기 합금을 진공 흡입 주조(vacuum suction casting)하여 지름 3mm, 길이 50mm의 원통형 막대로 가공하였다.Next, for the physical property test, the alloy was processed into a cylindrical rod having a diameter of 3 mm and a length of 50 mm by vacuum suction casting.

[제조예 2][Production Example 2]

사용된 금속의 조성을 하기 표 1에 기재한 바와 같이 달리한 것 외 제조예 1과 동일하게 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except that the composition of the metal used was changed as shown in Table 1 below.

[비교제조예 1][Comparative Manufacturing Example 1]

사용된 금속의 조성을 하기 표 1에 기재한 바와 같이 달리한 것 외 제조예 1과 동일하게 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except that the composition of the metal used was changed as shown in Table 1 below.

[비교제조예 2][Comparative Manufacturing Example 2]

사용된 금속의 조성을 하기 표 1에 기재한 바와 같이 달리한 것 외 제조예 1과 동일하게 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except that the composition of the metal used was changed as shown in Table 1 below.

Al
(at%)
Al
(at%)
Ti
(at%)
Ti
(at%)
Nb
(at%)
Nb
(at%)
V
(at%)
V
(at%)
Co
(at%)
Co
(at%)
Ni
(at%)
Ni
(at%)
제조예 1Preparation Example 1 2020 2525 2525 2525 55 -- 제조예 2Preparation Example 2 2020 2525 2525 2525 -- 55 비교제조예 1Comparative Preparation Example 1 2525 2525 2525 2525 -- -- 비교제조예 2Comparative Preparation Example 2 21.121.1 26.326.3 26.326.3 26.326.3 -- --

상기 제조예 1 내지 2 및 비교제조예 1 내지 2로 제조한 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금의 격자 구조를 분석하기 위해 상기 상기 제조예 및 제조예의 XRD 및 SEM-BSE 정보를 획득하였다. 상기 XRD는 일본 RIGAKU 社의 diffractometer를 이용하여 Cu-Kα선(λ = 1.54187 Å)을 조사하여 측정하였으며, 상기 SEM-BSE는 체코 TESCAN 社의 TESCAN Mira LMH 장치에 독일 Carl Zeiss 社의 ZEISS YAG backscattered electron detector를 장착하여 촬영하였다. In order to analyze the lattice structure of the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy prepared in Preparation Examples 1 to 2 and Comparative Preparation Examples 1 to 2, XRD and SEM-BSE information of the Preparation Examples and Preparation Examples were obtained. The XRD was measured by irradiating Cu-Kα rays (λ = 1.54187 Å) using a diffractometer from RIGAKU, Japan. It was photographed with a detector attached.

상기 제조예 및 비교제조예의 XRD 그래프는 도 1에 도시하였으며, 상기 열처리를 수행하지 않은 제조예 1 및 제조예 2의 SEM-BSE 사진을 도 2에 도시하였으며, 비교제조예1 및 비교제조예 2의 SEM-BSE 사진을 도 3에 도시하였다. XRD graphs of the Preparation Example and Comparative Preparation Example are shown in Figure 1, SEM-BSE pictures of Preparation Example 1 and Preparation Example 2 without performing the heat treatment are shown in Figure 2, Comparative Preparation Example 1 and Comparative Preparation Example 2 The SEM-BSE picture of is shown in Figure 3.

도 1을 참조하면, 제2 원소군으로 정의되는 Co 및 Ni 중 어느 하나를 선택적으로 포함하는 제조예 1 및 제조예 2와 상기 제2 원소군을 포함하지 않는 비교제조예 1 모두 및 비교제조예 2 모두 체심 입방(BCC) 구조 특유의 픽이 발생하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 상기 제조예 1 내지 2 및 비교제조예 1 내지 2 모두 체심 입방(BCC) 구조를 갖고 있는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 1, Preparation Examples 1 and 2 selectively including any one of Co and Ni defined as the second element group and Comparative Preparation Example 1 not including the second element group and Comparative Preparation Example 2, it can be confirmed that picks peculiar to the body centered cubic (BCC) structure occur. That is, it can be confirmed that both Preparation Examples 1 and 2 and Comparative Preparation Examples 1 and 2 have a body centered cubic (BCC) structure.

실제로, 제조예 1 내지 2의 SEM-BSE 사진(도 2)과 비교제조예 1 내지 2의 SEM-BSE 사진(도 3)을 비교하여도, 나뭇가지 모양으로 발달한 수지상 영역(Dendrite areas)과 수지상 사이 영역(Inter-dendrite areas) 이 형성되어 있으며, 그 형상 및 영역 또한 큰 차이가 있지 않음을 알 수 있다. In fact, even when comparing the SEM-BSE pictures of Production Examples 1 and 2 (FIG. 2) and the SEM-BSE pictures of Comparative Production Examples 1 and 2 (FIG. 3), the dendrite areas developed in a branch shape and It can be seen that inter-dendrite areas are formed, and there is no significant difference in their shapes and areas.

즉, 상술한 결과를 통해, 상기 제2 원소군(Co 또는 Ni)을 단순히 첨가하는 것만으로는 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금에 어떠한 격자의 변형이 발생하지 않는 것을 알 수 있다.That is, it can be seen from the above results that no lattice deformation occurs in the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy simply by adding the second element group (Co or Ni).

이 후, 열처리에 따라 상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금의 미세구조가 어떻게 변하는지 관찰하기 위해 후술할 실시예에 따라 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금에 열처리를 수행하였다. Thereafter, in order to observe how the microstructure of the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy changes according to heat treatment, heat treatment was performed on the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy according to an embodiment to be described later.

[실시예 1][Example 1]

상기 제조예 1에 따라 제조된 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금을 10-2Torr의 진공 상태에서 quartz tube 내에 장입한 후, 1,100℃ 에서 60분 동안 유지하여 열처리를 수행하였다. The high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy prepared according to Preparation Example 1 was charged into a quartz tube in a vacuum state of 10 −2 Torr, and then heat-treated by maintaining at 1,100° C. for 60 minutes.

열처리 이후, quartz tube를 공냉한 후, quartz tube 내부에서 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금을 분리하였다. After heat treatment, the quartz tube was air-cooled, and then a high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy was separated from the inside of the quartz tube.

[실시예 2][Example 2]

제조예 2에 따라 제조된 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금에 상기 실시예 1과 동일한 열처리를 수행하였다. The same heat treatment as in Example 1 was performed on the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy prepared according to Preparation Example 2.

상기 실시예 1 및 실시예 2의 XRD 그래프는 도 4에 도시하였으며, 상기 실시예 1 및 실시예 2의 SEM-BSE 사진을 도 5에 도시하였다.XRD graphs of Examples 1 and 2 are shown in FIG. 4, and SEM-BSE pictures of Examples 1 and 2 are shown in FIG.

도 4를 참조하면, 열처리를 수행한 실시예 1 및 실시예 2는 동일한 조성에서 열처리를 수행하지 않는 상기 도 1의 XRD 그래프와는 다르게, 정방정계 구조(Tetragonal structure)를 갖는 시그마 상이 형성되었음을 확인할 수 있다. 아울러, 이 때 상기 실시예 1에서 시그마 상의 격자상수(a)는 0.9638㎚이며, 실시예 2에서 시그마 상의 격자상수(a)는 0.9582㎚로 측정되었다. Referring to FIG. 4, in Example 1 and Example 2, in which heat treatment was performed, it can be confirmed that a sigma phase having a tetragonal structure was formed, unlike the XRD graph of FIG. 1 in which heat treatment was not performed in the same composition. can In addition, the lattice constant (a) of the sigma phase in Example 1 was 0.9638 nm, and the lattice constant (a) of the sigma phase in Example 2 was measured to be 0.9582 nm.

도 5를 참조하면, 열처리를 수행한 실시예 1 및 실시예 2는 수지상 영역(Dendrite areas)과 수지상 사이 영역(Inter-dendrite areas)으로 구분되었던 도 2 및 도 3과는 다르게, 수지상 영역이 아닌 시그마 상이 상대적으로 원형에 가까운 형태로 석출되어 모재 내에 균일하게 분포하고 있는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5, in Examples 1 and 2 in which heat treatment was performed, unlike FIGS. 2 and 3, which were divided into dendrite areas and inter-dendrite areas, they were not dendrite areas. It can be seen that the sigma phase is precipitated in a relatively circular shape and is uniformly distributed in the base material.

더욱 구체적으로 상기 실시예 1 및 실시예 2는 SEM-EDS 측정 결과 모재 내에 석출되는 시그마 상 중 상대적으로 밝게 측정되는 영역과 상대적으로 어둡게 측정되는 영역으로 구분할 수 있다. 이하, 상대적으로 밝게 관측되는 영역을 제1 영역, 상대적으로 어둡게 관측되는 영역을 제2 영역으로 정의한다.More specifically, Examples 1 and 2 can be divided into areas measured as relatively bright and areas measured as relatively dark among the sigma phases precipitated in the base material as a result of SEM-EDS measurement. Hereinafter, a relatively bright region is defined as a first region, and a relatively dark region is defined as a second region.

EDS를 이용하여 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 조성을 분석한 결과, 상기 제1 영역에서는 모재에 비해 상대적으로 Nb이 많이 존재하고 있음을 확인하였으며, 상기 제2 영역에서는 모재에 비해 상대적으로 Co 또는 Ni이 많이 존재하고 있음을 확인하였다. 상기 실시예 1과 실시예 2에서 모재, 제1 영역 및 제2 영역의 구체적인 조성은 하기 표 2와 같다. As a result of analyzing the composition of the first region and the second region using EDS, it was confirmed that relatively more Nb was present than the base material in the first region, and relatively more Co than the base material in the second region. Alternatively, it was confirmed that a large amount of Ni was present. The specific composition of the base material, the first region, and the second region in Examples 1 and 2 is shown in Table 2 below.

Al
(at%)
Al
(at%)
Ti
(at%)
Ti
(at%)
Nb
(at%)
Nb
(at%)
V
(at%)
V
(at%)
Co
(at%)
Co
(at%)
Ni
(at%)
Ni
(at%)
실시예 1Example 1 모재parent material 17.4 ±0.517.4 ±0.5 28.4 ±1.028.4±1.0 23.0 ±0.723.0 ±0.7 26.3 ±0.426.3 ±0.4 4.9 ±0.54.9±0.5 -- 제1 영역Area 1 22.0 ±0.322.0 ±0.3 20.5 ±0.420.5 ±0.4 36.6 ±0.436.6 ±0.4 15.7 ±0.215.7 ±0.2 5.2 ±0.25.2±0.2 -- 제2 영역area 2 19.8 ±0.419.8±0.4 20.1 ±0.720.1 ±0.7 20.2 ±0.320.2 ±0.3 20.2 ±0.720.2±0.7 19.7 ±1.119.7 ±1.1 -- 실시예 2Example 2 모재parent material 17.0 ±0.517.0 ±0.5 29.0 ±1.029.0±1.0 23.1 ±1.023.1 ±1.0 27.0 ±0.327.0 ±0.3 -- 3.9 ±1.03.9±1.0 제1 영역Area 1 21.2 ±0.621.2 ±0.6 22.2 ±0.422.2 ±0.4 34.5 ±0.534.5 ±0.5 16.3 ±0.416.3 ±0.4 -- 5.7 ±0.45.7±0.4 제2 영역area 2 23.2 ±0.323.2 ±0.3 23.1 ±0.223.1 ±0.2 22.1 ±0.822.1 ±0.8 12.0 ±0.312.0 ±0.3 -- 19.6 ±1.119.6 ±1.1

즉, 본 발명에서 Co 및 Ni로 구성되는 제2 원소군은 단순히 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금에 포함되었을 때는 도 1 내지 도 3와 같이 상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금이 체심입방(BCC) 구조를 유지하고 있으며, 어떠한 상변화가 일어나지 않음을 확인하였다. That is, in the present invention, when the second element group composed of Co and Ni is simply included in the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy, the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy is body-centered cubic (BCC) as shown in FIGS. ) structure was maintained, and it was confirmed that no phase change occurred.

하지만, 상기 제2 원소군을 포함한 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금을 1,000 내지 1,200℃에서 열처리를 수행하면, 상기 Co 또는 Ni이 모재의 Al 및 Nb와 결합하여 정방정계 구조의 시그마 상이 석출되었으며, 상기 시그마 상이 모재에 균일하게 분포하는 것을 확인하였다. However, when the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy containing the second element group is subjected to heat treatment at 1,000 to 1,200 ° C, the Co or Ni is combined with Al and Nb of the base material to form a sigma phase having a tetragonal structure. Precipitated, It was confirmed that the sigma phase was uniformly distributed in the base material.

나. 시그마 상(σ)의 석출에 따른 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금의 기계적 성질 변화 me. Changes in mechanical properties of high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloys according to the precipitation of sigma phase (σ)

시그마 상의 석출 여부에 따른 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금의 기계적 강도를 비교하고, 열처리 및 조성 조건을 최적화 하기 위해, 상술한 실시예 1, 실시예 2와 하기와 같은 비교예를 추가하여 실험을 수행하였다. In order to compare the mechanical strength of high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloys according to the presence or absence of sigma phase precipitation and to optimize heat treatment and composition conditions, experiments were conducted by adding the above-described Examples 1 and 2 and the following comparative examples. performed.

[비교예 1][Comparative Example 1]

제조예 1에 따라 제조된 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금에 어떠한 열처리도 수행하지 않았다. No heat treatment was performed on the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy prepared according to Preparation Example 1.

[비교예 2][Comparative Example 2]

제조예 2에 따라 제조된 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금에 어떠한 열처리도 수행하지 않았다. No heat treatment was performed on the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy prepared according to Preparation Example 2.

상기 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금에 대해 직경 3㎜, 길이 6㎜(종횡비 2:1)로 가공하여 압축 시험편을 제조하였으며, 대한민국 MTDI 社의 MINOS-F모델명의 UTM 장비로 상온에서 압축 응력 시험(Compressive Stress test)을 시행하였다. 그 결과를 표 3에 정리하였다. A compression test piece was prepared by processing the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy prepared according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 into a diameter of 3 mm and a length of 6 mm (aspect ratio 2: 1). and a compressive stress test was conducted at room temperature with UTM equipment under the MINOS-F model name of MTDI, Korea. The results are summarized in Table 3.

열처리 조건heat treatment condition 항복강도(㎫)Yield strength (MPa) 압축 변형율(%) Compressive strain (%) 기타etc 실시예 1Example 1 1,100℃ / 60min1,100℃ / 60min 1645 ±601645 ±60 14.1 ±0.814.1 ±0.8 Co 5at% 포함Contains 5at% of Co 실시예 2Example 2 1,100℃ / 60min1,100℃ / 60min 1723 ±141723 ±14 17.7 ±2.417.7 ±2.4 Ni 5at% 포함Contains Ni 5at% 비교예 1Comparative Example 1 -- 1473 ±1091473 ±109 30% 이상30% or more 실시예 1과 동일Same as Example 1 비교예 2Comparative Example 2 -- 1510 ±131510 ±13 30% 이상30% or more 실시예 2와 동일Same as Example 2

상기 표 3을 참조하면, 상기 시그마 상이 석출된 실시예 1, 실시예 2는 1,600㎫ 이상의 항복강도와 13%이상의 압축 변형율을 동시에 갖는 것을 확인할 수 있다. 구체적으로 Co를 5at% 포함하는 실시예 1은 1,585 내지 1,705㎫의 항복강도와 13.3 내비 14.9%의 압축 변형율을 가지며, Ni을 5at% 포함하는 실시예 2는 1,710 내지 1,737㎫의 항복강도와 15.3 20.1% 의 압축 변형율을 가진다. 이는 열처리를 수행하지 않은 비교예 1 및 비교예 2와 비교하였을 때 항복강도가 최대 25% 향상하였음을 의미한다. Referring to Table 3, it can be seen that Examples 1 and 2 in which the sigma phase was precipitated simultaneously had a yield strength of 1,600 MPa or more and a compressive strain of 13% or more. Specifically, Example 1 containing 5 at% Co has a yield strength of 1,585 to 1,705 MPa and a compressive strain of 14.9% in 13.3, and Example 2 containing 5 at% Ni has a yield strength of 1,710 to 1,737 MPa and 15.3 20.1 It has a compressive strain of %. This means that the yield strength was improved by up to 25% when compared to Comparative Examples 1 and 2 in which heat treatment was not performed.

즉, 상기 열처리를 통하여 시그마 상이 석출되었으며, 상기 시그마 상이 체심입방(BCC) 구조의 모재 사이에 격자 변형이 발생하여 강도가 증가하였음을 알 수 있다. That is, it can be seen that the sigma phase was precipitated through the heat treatment, and the lattice deformation of the sigma phase occurred between the base materials of the body centered cubic (BCC) structure, thereby increasing the strength.

도 6은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금의 고온 강도를 설명하는 그래프이고, 도 7은 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금의 고온 강도를 설명하는 그래프이다. 6 is a graph illustrating the high-temperature strength of a high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy manufactured according to Example 1 of the present invention, and FIG. 7 is a high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy manufactured according to Example 2 of the present invention. A graph illustrating the high temperature strength of an alloy.

본 발명의 실시 예에 따라 제조된 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금의 고온 강도를 비교하기 위해 700℃ 및 800℃에서의 항복강도(σ0.2) 및 압축 변형율( εp)를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 4 및 도 6에 개시한다.In order to compare the high-temperature strength of the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy prepared according to the embodiment of the present invention, the yield strength (σ 0.2 ) and compressive strain (ε p ) at 700 ° C and 800 ° C were measured. The results are disclosed in Table 4 and FIG. 6 below.

100℃ 이하100℃ or less 700℃ 700℃ 800℃800℃ σ0.2
(㎫)
σ 0.2
(MPa)
εp
(%)
εp
(%)
σ0.2
(㎫)
σ 0.2
(MPa)
εp
(%)
εp
(%)
σ0.2
(㎫)
σ 0.2
(MPa)
εp
(%)
εp
(%)
실시예 1Example 1 1,6451,645 14.114.1 1,1981,198 2121 507507 28 이상over 28 실시예 2Example 2 1,7231,723 17.117.1 1,0281,028 25 이상over 25 378378 28 이상over 28

표 4 및 도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예 1로 제조된 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금은 100℃ 이하의 온도(RT)(도 6)에서는 1,645㎫로 1,600㎫ 이상의 항복강도를 유지하며, 600 내지 750℃ 온도(도 7)에서도 1,000㎫ 이상의 항복강도를 유지하고 있음을 확인할 수 있다. 아울러 750℃ 이상(도 8) 예를 들어 800℃에서도 500㎫ 이상의 항복강도를 유지할 수 있음을 알 수 있다. Referring to Table 4 and FIGS. 6 to 8, the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy prepared in Example 1 of the present invention has a yield of 1,600 MPa or more at 1,645 MPa at a temperature (RT) of 100 ° C or less (FIG. 6) It can be seen that the strength is maintained, and the yield strength of 1,000 MPa or more is maintained even at a temperature of 600 to 750 ° C (FIG. 7). In addition, it can be seen that the yield strength of 500 MPa or more can be maintained even at 750 ° C or higher (FIG. 8), for example, 800 ° C.

이는 앞서 설명한 바와 같이 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금 내 시그마 석출상이 형성되며, 상기 석출상이 모재 내부에 균일하게 분포되어 매우 높은 고용 강화 효과를 구현하고 있기 때문이다. This is because, as described above, a sigma precipitated phase is formed in the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy, and the precipitated phase is uniformly distributed in the base material to realize a very high solid solution strengthening effect.

표 4 및 도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예 2로 제조된 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금은 100℃ 이하의 온도(RT)(도 9)에서는 1,723㎫으로 상기 실시예 1보다 더 강도가 우수하며, 600 내지 750℃ (도 10)에서도 1,028㎫로 실시예 1과 동등한 수준의 항복강도를 가지고 있음을 알 수 있다. 800℃(도 11)에서는 상기 실시에1 비해 강도가 낮지만, 378㎫로 준수한 강도를 유지하고 있음을 알 수 있다. Referring to Table 4 and FIGS. 9 to 11, the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy prepared in Example 2 of the present invention is 1,723 MPa at a temperature (RT) of 100 ° C or less (FIG. 9), similar to Example 1. It is more excellent in strength, and it can be seen that it has a yield strength equivalent to that of Example 1 at 1,028 MPa even at 600 to 750 ° C (FIG. 10). At 800 ° C (Fig. 11), the strength is lower than that of Example 1, but it can be seen that the strength is maintained at 378 MPa.

상술한 결과에 따라, 사용자는 사용 온도와 목표 강도에 따라 Co가 포함된 고엔트로 합금과 Ni이 포함된 고엔트로 합금을 선택적으로 사용할 수 있다. 예를 들어, 사용 환경이 750℃이하이며, 높은 강도가 요구되는 분야에서는 Ni이 포함된 고엔트로 합금을 사용할 수 있으며, 사용 환경이 800℃ 이상이면 Co가 포함된 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금을 선택하여 사용할 수 있다. According to the above results, the user can selectively use the high-entry alloy containing Co and the high-entry alloy containing Ni according to the use temperature and target strength. For example, in fields where the use environment is 750°C or less and high strength is required, a high-entropy alloy containing Ni can be used. A choice of alloys can be used.

앞서 설명한바와 같이 본 발명은 Al과 Ti, Nb 및 V로 구성되는 제1 원소군 및 Co 및 Ni로 구성되는 제2 원소군 중에서 선택되는 어느 하나의 원소를 포함하는 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금을 제조할 수 있으며, 더욱 구체적으로 Al은 10 내지 30at%, 상기 제1 원소군의 원소는 각각 20 내지 30at%, 상기 제2 원소군의 원소는 1 내지 8at%로 포함하는 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금을 제조할 수 있다. As described above, the present invention is a high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy containing any one element selected from the first element group consisting of Al, Ti, Nb, and V, and the second element group consisting of Co and Ni. It can manufacture, more specifically, high-strength ultra-heat-resistant hierarchical structure containing 10 to 30 at% of Al, 20 to 30 at% of each element of the first element group, and 1 to 8 at% of the element of the second element group. High entropy alloys can be produced.

그 과정에서 본 발명은 상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금을 1,000 내지 1,200℃로 열처리하여 상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금 내 Al(Nb,Co)2 또는 Al(Nb,Co)2의 시그마 상을 석출할 수 있다. 상기 시그마 상은 체심 입방(BCC) 구조의 모재와는 다르게 정방정계 구조(tetragonal structure)를 갖는 특징이 있다. In the process, the present invention heat-treats the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy at 1,000 to 1,200 ° C. to obtain the sigma of Al(Nb,Co) 2 or Al(Nb,Co) 2 in the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy. The prize can be precipitated. The sigma phase is characterized by having a tetragonal structure, unlike the parent material having a body centered cubic (BCC) structure.

즉, 상기 열처리로 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금 내 격자 구조가 다른 석출상이 형성되며, 상기 석출상이 모재 내 균일하게 분포될 수 있다. 이는, 상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금의 격자 변형을 유발하여 고용 강화(solid solution strengthening) 효과를 더욱 강화할 수 있다. That is, the heat treatment forms a precipitate phase having a different lattice structure in the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy, and the precipitate phase may be uniformly distributed in the base material. This may cause lattice deformation of the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy to further enhance the solid solution strengthening effect.

그 결과 본 발명의 실시 예에 따른 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금은 100℃ 이하의 온도, 바람직하게는 상온에서 1,600㎫ 이상의 항복강도와 13%이상의 압축 변형율을 동시에 구현할 수 있으며, 600 내지 750℃ 온도에서 1,000 내지 1,200㎫ 의 항복강도와 20 내지 30% 압축 변형율을 구현할 수 있다. As a result, the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy according to an embodiment of the present invention can simultaneously realize a yield strength of 1,600 MPa or more and a compressive strain of 13% or more at a temperature of 100 ° C or less, preferably room temperature, and at 600 to 750 ° C. It is possible to implement a yield strength of 1,000 to 1,200 MPa and a compressive strain of 20 to 30% at a temperature.

이상과 같이 특정된 사항들과 한정된 실시예를 통해 본 발명이 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. Although the present invention has been described through specific details and limited examples as described above, this is only provided to help a more general understanding of the present invention, the present invention is not limited to the above examples, and the present invention belongs Various modifications and variations from these descriptions are possible to those skilled in the art.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and it will be said that not only the claims to be described later, but also all modifications equivalent or equivalent to these claims belong to the scope of the present invention. .

Claims (7)

Al과
Ti, Nb 및 V로 구성되는 제1 원소군 및
Co 및 Ni로 구성되는 제2 원소군 중에서 선택되는 어느 하나의 원소를 포함하며,
상기 Al은 10 내지 30at%, 상기 제1 원소군의 원소는 각각 20 내지 30at%, 상기 제2 원소군의 원소는 1 내지 8at%로 포함하는 것을 특징으로 하는, 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금.
Al and
A first group of elements consisting of Ti, Nb and V; and
Including any one element selected from the second element group consisting of Co and Ni,
The Al is 10 to 30 at%, the elements of the first element group are 20 to 30 at%, respectively, and the elements of the second element group are 1 to 8 at%. .
제 1항에 있어서,
상기 제1 원소군에서 선택되는 3개의 원소의 첨가량은 원자%로 동일하거나, 각 성분간의 함량차이가 5% 이하인 것을 특징으로 하는 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금.
According to claim 1,
A high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy, characterized in that the addition amount of the three elements selected from the first element group is the same in atomic percent, or the content difference between each component is 5% or less.
제 1항에 있어서,
상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금은 체심입방(BCC) 구조를 가지며,
상기 제2 원소군의 원소는 상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금 내에서 정방정계 구조(Tetragonal structure)의 석출상을 형성하여,
상기 체심입방(BCC) 구조 내에서 석출되는 것을 특징으로 하는, 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금.
According to claim 1,
The high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy has a body centered cubic (BCC) structure,
The elements of the second element group form a precipitate phase of a tetragonal structure in the high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy,
Characterized in that it is precipitated in the body centered cubic (BCC) structure, high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy.
제 3항에 있어서,
상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금은 100℃ 이하의 온도에서 1,600㎫ 이상의 항복강도와 13%이상의 압축 변형율을 동시에 갖는 것을 특징으로 하는, 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금.
According to claim 3,
The high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy is characterized by simultaneously having a yield strength of 1,600 MPa or more and a compressive strain of 13% or more at a temperature of 100 ° C or less.
제 3항에 있어서,
상기 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금은 600 내지 750℃ 온도에서 1,000 내지 1,200㎫ 의 항복강도와 20 내지 30% 압축 변형율을 갖는 것을 특징으로 하는, 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금.
According to claim 3,
The high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy is characterized by having a yield strength of 1,000 to 1,200 MPa and a compressive strain of 20 to 30% at a temperature of 600 to 750 ° C., high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy.
a) Al, 제1 원소군과 제2 원소군에서 선택되는 어느 하나의 원소를 포함하는 원료 물질을 준비하는 단계;
b) 상기 원료 물질들을 진공 아크 용융하여 잉곳을 제조하는 단계;
c) 상기 잉곳을 재용해 한 후, 용해된 합금을 수냉하는 단계; 및
d) 상기 냉각된 합금을 1,000 내지 1,200℃에서 열처리 하는 단계;를 포함하며,
상기 제1 원소군은 Ti, Nb 및 V로 구성되며,
상기 제2 원소군은 Co 및 Ni로 구성되는 것을 특징으로 하는, 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금의 제조방법.
a) preparing a raw material containing Al, any one element selected from the first element group and the second element group;
b) preparing an ingot by vacuum arc melting the raw materials;
c) remelting the ingot and then water-cooling the melted alloy; and
d) heat-treating the cooled alloy at 1,000 to 1,200 ° C; includes,
The first element group is composed of Ti, Nb and V,
The second element group is a method for producing a high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy, characterized in that composed of Co and Ni.
제 6항에 있어서,
상기 열처리는 30 내지 120분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는, 고강도 초내열 계층적 고엔트로피 합금의 제조방법.
According to claim 6,
Characterized in that the heat treatment is performed for 30 to 120 minutes, a method for producing a high-strength superheat-resistant hierarchical high-entropy alloy.
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