Sådan forbereder du materialer, der bevarer en fin-kornet struktur ved høje temperaturer

Nøglen til fremstillingen af ​​materialer til at opretholde en finkornet struktur ved høje temperaturer er at indføre fint fordelte anden fase atomer til pin korngrænser. Forarbejdning og varmebehandling skal kontrolleres for at forhindre unormal kornvækst under højtemperaturdrift.

1. Metallurgisk og kompositionsdesign: Introduktion af mikrolegeringselementer

Ti, Nb, V, Al: Tilsætning af disse grundstoffer under smeltning skaber meget stabile karbider (f.eks. TiC, NbC, VC) eller nitrider (f.eks. AlN), der udfældes under størkning og opvarmning, hvilket forankrer korngrænser.

W, Mo: Forbedrer rød hårdhed og hærdning af blødgøringsbestandighed af stål. De har stabile karbider ved høj temperatur, som forhindrer korngrænsebevægelser.

Praktisk anbefaling: Brug mikrolegeret eller naturligt finkornet-stål, såsom H13+Ti og Al-Killed H13, forudsat at indholdet af kritiske elementer er inden for de specificerede grænser (f.eks. Ti større end eller lig med 0,015 %, Al større end eller lig med 0,02 %).

2. Pulvermetallurgiproces: Opnåelse af en ultrafin original mikrostruktur

PM-H13, ASP-23: Brugen af ​​gasforstøvningspulverpræparationen + varm isostatisk presning (HIP) støbning undgår segregering i traditionelle ingots, og mikrostrukturen er homogen med en original kornstørrelse på 8-10.

Fordele: Dispergeret karbiddispersion, stærk isotropi og langt bedre modstandsdygtighed over for kornudvikling end konventionelt støbt og smedet stål.

Anvendelser: Sprøjtestøbeforme med høj præcision i medicinske og optiske applikationer, forbedring af udmattelseslevetid over 30%.

3. Forfining af kornstørrelse: Termomekanisk behandlingskontrol

reguleret valsning og afkøling (TMCP): Under smedning eller valsning reguleres deformationstemperaturen og afkølingshastigheden, hvilket muliggør adskillige deformationer i austenitområdet og fremmer dynamisk omkrystallisation og kornstørrelsesforfining.

Isotermisk udglødning + hurtig afkøling: Undgå langsom ovnkøling, anvend luftkøling eller vindkøling, reducer længden af ​​høj-temperaturophold, inhiber kornaggregation og udvikling.

Kontraindikationer: Langsom afkøling eller forlænget opbevaring ved høje temperaturer er ikke tilladt for at undgå sekundær omkrystallisation, der resulterer i afvigende forgrovning.

4. Design af overflade og sammensat struktur (førende-kantretning)

Keramiske matrixkompositter (CMC'er): f.eks. SiC/SiC, Al2O3/ZrO2, som ikke har problemer med kornvækst, kan fungere ved temperaturer over 1400 grader og er passende som dyseforinger;

Metal-Keramiske kompositstrukturer Brug af keramiske kerner eller belægninger i en metalmatrix for forbedret lokaliseret højtemperaturstabilitet.