중간 엔트로피 합금 복합재의 극저온 마모 저항성

극저온 환경에서 사용되는 내마모성 소재는 강도와 손상 허용 오차를 동시에 향상시키기 어렵다는 근본적인 한계에 직면해 있습니다. CoCrNi 기반 중간 엔트로피 합금(MEA)은 극저온 인성이 우수하지만, 이러한 강도-손상 허용 오차 상충 문제로 인해 적용에 제약이 있었습니다. 특히, 2차상 강화는 강도를 높이지만, 상 간의 변형률 불일치가 균열을 유발하며 이는 저온에서 더욱 심화됩니다. 본 연구는 이러한 난제를 극복하기 위해 부분 재결정화를 조절하는 새로운 미세구조 설계 전략을 제시합니다. (CoCrNi)90Mo10 MEA의 열-기계적 처리를 최적화하여, 완전히 재결정화된 FCC 상이 경질의 비재결정화된 σ 상의 연속적인 골격 내부에 균일하게 분포하는 독특한 아키텍처를 구현했습니다. 이 최적화된 미세구조를 가진 합금은 113K에서 주조 상태 및 완전 재결정화된 합금보다 절반 이하의 현저히 낮은 마모율을 보였습니다. 실험 및 모델링 결과는 σ 골격이 견고한 구조적 지지력을 제공하고 응력을 깊이 분산시키는 동시에, 높은 결정립계 밀도와 어닐링 쌍정을 가진 재결정화된 FCC 상이 유연한 변형률 수용 매체 역할을 하여 계면 균열을 효과적으로 억제하는 시너지 효과를 나타냈습니다. 이러한 '골격 효과'와 '재결정화 효과'의 결합은 탁월한 극저온 내마모성을 제공할 뿐만 아니라, 극한 환경을 위한 고성능 균열 저항성 이중상 복합재 설계에 실용적인 전략을 제시합니다.