Како припремити материјале који одржавају фину{0}}зрнасту структуру на високим температурама

Кључ за припрему материјала за одржавање фино зрнасте структуре на високим температурама је увођење фино распоређених атома друге фазе на границе зрна. Обрада и термичка обрада морају се контролисати како би се спречио аномалан раст зрна током рада на високим температурама.

1. Металуршки и композициони дизајн: Увођење микролегирајућих елемената

Ти, Нб, В, Ал: Додавање ових елемената током топљења ствара веома стабилне карбиде (нпр. ТиЦ, НбЦ, ВЦ) или нитриде (нпр. АлН) који се таложе током очвршћавања и загревања, учвршћујући границе зрна.

В, Мо: Побољшајте црвену тврдоћу и отпорност челика на омекшавање. Имају стабилне карбиде на високој температури који спречавају померање границе зрна.

Практична препорука: Користите микролегиране или природно ситнозрнате-челике, као што су Х13+Ти и Ал-Киллед Х13, под условом да је садржај критичних елемената у одређеним границама (нпр. Ти већи или једнак 0,015%, Ал већи или једнак 0,02%).

2. Процес металургије праха: Добијање ултрафине оригиналне микроструктуре

ПМ-Х13, АСП-23: Употреба препарата праха за распршивање гаса + ливење врућим изостатичким пресовањем (ХИП) избегава сегрегацију у традиционалним инготима, а микроструктура је хомогена са оригиналном величином зрна од 8-10.

Предности: Дисперзована карбидна дисперзија, јака изотропија и далеко боља отпорност на развој зрна од конвенционалног ливеног и кованог челика.

Примене: Високо прецизни калупи за бризгање у медицинским и оптичким апликацијама, побољшање века трајања замора преко 30%.

3. Рафинирање величине зрна: контрола термомеханичке обраде

регулисано ваљање и хлађење (ТМЦП): Током ковања или ваљања, температура деформације и брзина хлађења се регулишу, што омогућава бројне деформације у аустенитном региону и промовише динамичку рекристализацију и пречишћавање величине зрна.

Изотермно жарење + брзо хлађење: Избегавајте споро хлађење пећи, користите хлађење ваздухом или хлађење ветром, смањите дужину боравка на високим{1}}температурама, спречите агрегацију и развој зрна.

Контраиндикације: Споро хлађење или продужено држање на високим температурама није дозвољено да би се избегла секундарна рекристализација која доводи до аберантног грубљања.

4. Дизајн површинске и композитне структуре (водећи-смер ивице)

Керамички матрични композити (ЦМЦ): нпр. СиЦ/СиЦ, Ал2О3/ЗрО2, који немају проблема са растом зрна, могу да раде на температурама изнад 1400 степени и прикладни су као облоге за млазнице;

Метал-Керамичке композитне структуре Употреба керамичких језгара или премаза у металној матрици за побољшану локализовану стабилност на високим температурама.