고엔트로피 합금의 산업적 적용을 위해 코발트와 같은 비싼 원소를 제외한 철계 고엔트로피 합금의 개발이 필요하나, 기존에 제시된 대부분의 합금은 코발트 등의 비싼 원소들을 다량 사용하여 산업적 적용이 어려운 실정이다. 본 연구는 스테인리스강의 주요 원소인 철, 니켈, 크롬에 높은 밀도의 금속간화합물을 형성할 수 있는 원소들(알루미늄, 타이타늄, 구리)을 소량 첨가해서 가격경쟁력이 우수하고 상온 및 저온에서 항복 강도를 비롯한 기계적 물성이 탁월한 고엔트로피 합금을 개발하고자 한다. 상온에서 FCC 구조를 가진다고 보고된 equiatomic FeCrNi 합금을 기반으로 가격경쟁력 향상을 위해 철을 50 at.% 이상 첨가하고 L12의 분율 확보를 위해 니켈(Ni)을 25-30 at.% 첨가한다. 또한 과도한 크롬(Cr)의 첨가는 취성을 일으킬 수 있는 σ 상을 생성할 수 있으므로 크롬을 10 at.%로 고정하여 부식저항성을 확보한다. 알루미늄/타이타늄을 10 at.% 이내, 구리를 5 at.% 이내에서 단독 첨가 또는 함께 첨가하여 FCC + L12, FCC + Cu-rich FCC, FCC + L12 + Cu-rich FCC 등의 coherent 계면 특성을 가지는 이상/다상 미세조직을 얻을 수 있는 조성을 설계한다. 합금 내 철 함량의 증가는 L12의 분율을 감소시킬 수 있으므로 본 연구는 불균일 핵생성 증대를 통해 L12의 분율을 확보하고자 한다. 구리 클러스터 형성과 냉간 압연 시 전위 밀도의 증가가 L12의 불균일 핵생성 자리로 작용할 수 있는지 규명하고 L12 형성을 최적화할 수 있는 공정 및 조성 조건을 탐색한다. 합금 설계 조성 범위에서 다양한 조성을 아크용해로 소량의 재료를 제조하고 상 분율 및 미세조직 분석, 나노압입시험의 기계적 물성 데이터베이스를 바탕으로 목표하는 미세조직과 기계적 성질을 만족할 것으로 예측되는 조성 후보군을 결정한다. 선정한 후보군의 lab scale 재료를 제조하고 냉간 압연 후 다양한 어닐링 및 시효 열처리(aging) 조건에 따른 상 분석과 미세 조직 분석을 수행하여 미세조직과 기계적 물성의 상관관계를 통해 최적의 열처리/미세조직 조건을 탐색한다. 최적화한 미세조직을 가진 재료의 변형 기구 규명을 위해 상온 및 저온에서 재료의 변형 조직을 정밀 분석하며 변형 기구 규명을 바탕으로 기계적 물성 향상을 위한 합금 설계/공정의 최적화 전략을 제시한다.