상업용 페로합금인 고탄소 페로망간(High-carbon ferromanganese, HCFeMn), 저탄소 페로크롬(Low-carbon ferrochromium, LCFeCr), 페로나켈(FeNi) 합금을, 제조 공정의 비용 효율성과 효율성 때문에 서로 다른 탄소 함량을 갖는 FeCrCoMnNi 기반 고엔트로피 합금(HEA)의 지속가능한 제조를 위한 원료로 선택하였다. 본 방법으로 제조된 HEA에서의 탄소 함량은 ‘자기합금화(self-alloying)’로 불리는 페로합금 자체로부터 기원한다. 탄소 함량이 3종의 HEA에서 상(phase) 조성, 결정립 크기, 미세경도에 미치는 영향을 조사하였다. 이에 따라, 탄소 함량이 상이한 FeCrCoMnNi HEA(0.3, 0.7 및 1.8 at%)에 대해 페로합금 기반 용융 및 정련 과정에서의 불순물 제어(탈황 및 탈산)를 CaO-Al 2 O 3 -MgO(CAM) 삼원 슬래그를 사용하여 1773 K의 유도 용해로에서 체계적으로 조사하였다. 본 방법으로 제조된 합금에서 황 함량은 6 ppm 미만이었고, 산소 함량은 13 ppm 미만이었다. 세 종류의 HEA에 대한 황의 전체 질량이동 계수는 1773 K에서 2.0×10 -6 m/s에서 3.0×10 -6 m/s 범위였다. 또한 CAM 슬래그로 정련된 HEA의 탈산에 대한 동역학 모델을 수립하였으며, FeCrCoMnNi- x C HEA의 서로 다른 조성에서 1773 K의 산소 질량이동 계수( )는 2.0×10 -7 m/s에서 4.0×10 -7 m/s 범위로 나타나, HEA의 산소는 강, Ni계 합금 등 다른 금속계에 비해 제거가 더 어려움을 시사하였다. • 상업용 페로합금 공급원을 이용하여 C-합금화된 HEA를 제조하기 위한 새로운 공정을 제안함. • 고탄소 페로합금을 활용한 자기합금화 메커니즘으로 탄소를 도입함. • 유도 용해로에서 슬래깅(slagging) 방법을 통해 불순물 황과 산소를 각각 약 6 ppm 및 약 13 ppm까지 효과적으로 제거함.
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