Hur man förbereder material som bibehåller fin-kornig struktur vid höga temperaturer

Nyckeln till framställningen av material för att bibehålla en finkornig struktur vid höga temperaturer är att introducera finfördelade andrafasatomer till stiftkornsgränser. Bearbetning och värmebehandling måste kontrolleras för att förhindra onormal spannmålstillväxt under högtemperaturdrift.

1. Metallurgisk och kompositionsdesign: Introduktion av mikrolegeringselement

Ti, Nb, V, Al: Tillsats av dessa element under smältning skapar mycket stabila karbider (t.ex. TiC, NbC, VC) eller nitrider (t.ex. AlN) som fälls ut under stelning och upphettning, vilket förankrar korngränser.

W, Mo: Förbättra rödhårdhet och härdningshärdningsmotstånd hos stål. De har stabila karbider vid hög temperatur som förhindrar korngränsrörelser.

Praktisk rekommendation: Använd mikrolegerade eller naturligt finkorniga-stål, såsom H13+Ti och Al-Killed H13, förutsatt att innehållet av kritiska element är inom de angivna gränserna (t.ex. Ti större än eller lika med 0,015 %, Al större än eller lika med 0,02%).

2. Pulvermetallurgiprocess: Erhållande av en ultrafin originalmikrostruktur

PM-H13, ASP-23: Användningen av gasatomiseringspulverpreparatet + varmisostatisk pressning (HIP) gjutning undviker segregation i traditionella göt, och mikrostrukturen är homogen med en ursprunglig kornstorlek på 8-10.

Fördelar: Dispergerad karbiddispersion, stark isotropi och mycket bättre motståndskraft mot kornutveckling än konventionellt gjutet och smidd stål.

Applikationer: Högprecisionsformar i medicinska och optiska applikationer, förbättring av utmattningslivslängden med över 30 %.

3. Kornstorleksförfining: Termomekanisk bearbetningskontroll

reglerad valsning och kylning (TMCP): Under smide eller valsning regleras deformationstemperaturen och kylningshastigheten, vilket möjliggör många deformationer i austenitområdet och främjar dynamisk omkristallisation och kornstorleksförfining.

Isotermisk glödgning + snabb kylning: Undvik långsam ugnskylning, använd luftkylning eller vindkylning, minska längden på hög-temperaturuppehåll, förhindra kornaggregation och utveckling.

Kontraindikationer: Långsam kylning eller långvarig hållning vid höga temperaturer är inte tillåtet för att undvika sekundär omkristallisation som resulterar i avvikande förgrovning.

4. Design av yta och sammansatt struktur (ledande-kantriktning)

Keramiska matriskompositer (CMCs): t.ex. SiC/SiC, Al2O3/ZrO2, som inte har problem med korntillväxt, kan arbeta vid temperaturer över 1400 grader och är lämpliga som munstycksfoder;

Metall-Keramiska kompositstrukturer Användning av keramiska kärnor eller beläggningar i en metallmatris för förbättrad lokaliserad högtemperaturstabilitet.