Как да подготвим материали, които поддържат фино-зърнеста структура при високи температури

Ключът към подготовката на материали за поддържане на финозърнеста структура при високи температури е въвеждането на фино разпределени атоми от втора фаза за фиксиране на границите на зърната. Обработката и топлинната обработка трябва да се контролират, за да се предотврати аномален растеж на зърното по време на работа при висока температура.

1. Металургичен и композиционен дизайн: Представяне на микролегиращи елементи

Ti, Nb, V, Al: Добавянето на тези елементи по време на топене създава много стабилни карбиди (напр. TiC, NbC, VC) или нитриди (напр. AlN), които се утаяват по време на втвърдяване и нагряване, закрепвайки границите на зърната.

W, Mo: Подобряване на червената твърдост и устойчивостта на омекване на стоманата. Те имат стабилни карбиди при висока температура, които предотвратяват движението на границите на зърната.

Практическа препоръка: Използвайте микролегирани или естествено фино{0}}зърнести стомани, като H13+Ti и Al-Killed H13, при условие че съдържанието на критични елементи е в определените граници (напр. Ti по-голямо или равно на 0,015%, Al по-голямо или равно на 0,02%).

2. Процес на прахова металургия: Получаване на ултрафина оригинална микроструктура

PM-H13, ASP-23: Използването на прахова подготовка с газова пулверизация + формоване с горещо изостатично пресоване (HIP) избягва сегрегацията в традиционните слитъци и микроструктурата е хомогенна с оригинален размер на зърното 8-10.

Предимства: диспергирана карбидна дисперсия, силна изотропия и много по-добра устойчивост на развитие на зърна в сравнение с конвенционалната лята и кована стомана.

Приложения: Високопрецизни шприцформи в медицински и оптични приложения, подобряване на живота на умора над 30%.

3. Усъвършенстване на размера на зърната: Термомеханичен контрол на обработката

регулирано валцоване и охлаждане (TMCP): По време на коване или валцуване температурата на деформация и скоростта на охлаждане се регулират, което позволява многобройни деформации в аустенитната област и насърчава динамичната рекристализация и усъвършенстване на размера на зърното.

Изотермично отгряване + бързо охлаждане: Избягвайте бавно охлаждане в пещта, използвайте въздушно охлаждане или охлаждане с вятър, намалете продължителността на престой при висока-температура, потискайте агрегацията и развитието на зърната.

Противопоказания: Бавното охлаждане или продължително задържане при високи температури не е разрешено, за да се избегне вторична рекристализация, водеща до необичайно загрубяване.

4. Проектиране на повърхностна и композитна структура (посока на водещия-ръб)

Композити с керамична матрица (CMCs): например SiC/SiC, Al2O3/ZrO2, които нямат проблеми с растежа на зърната, могат да работят при температури над 1400 градуса и са подходящи като облицовки на дюзи;

Метало{0}}керамични композитни структури Използване на керамични ядра или покрития в метална матрица за подобрена локализирана стабилност при високи температури.