고엔트로피 합금의 초음파 표면 처리 효과

레이저 용융 적층(LDED) 기술은 복잡하고 대형 부품의 통합 제조 및 신속 수리에 유용하지만, 공정상 결함과 주상정 형성으로 인해 부품 성능 저하 문제가 발생합니다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하고자 LDED로 제작된 Fe50Mn30Co10Cr10 고엔트로피 합금(HEA) 표면에 초음파 표면 롤링 공정(USRP)을 후처리로 적용하여 미세구조 및 기계적 특성 변화를 분석했습니다. 다중 스케일 특성 분석 결과, USRP 처리는 재료 표면 근처에 다단계 경사 구조를 유도하며, 전위 밀도, HCP 상, 결정립 크기 분포 등 다양한 구조적 특징에서 경사 분포를 나타냈습니다. 특히 500 N의 USRP 하중 조건에서 시편은 우수한 강도-연성 시너지를 보였으며, 표면 경도는 386 HV에 달했습니다. 항복 강도와 인장 강도는 각각 약 27.2%와 11.1% 증가했습니다. 이러한 강도 향상은 전위 강화, 밀도 강화, Hall-Petch 강화 및 고유 강화에 기인합니다. 또한, 이종 변형 유기(HDI) 경화, 변태 유기 소성(TRIP), 쌍정 유기 소성(TWIP)의 시너지 효과는 시편의 우수한 가공 경화 능력과 연성에 기여했습니다. 본 연구는 LDED로 제작된 고엔트로피 합금의 성능을 향상시키는 효과적인 후처리 방안을 제시하며, 향후 고성능 금속 부품 제조 기술 발전에 기여할 것으로 기대됩니다.