Materialer som kan opprettholde en fin-struktur ved høye temperaturer inkluderer hovedsakelig mikrolegert stål som inneholder Ti, Nb og V; pulver metallurgi stål; varmebestandige-legeringer (som Inconel 718); og keramiske matrisekompositter. Disse materialene undertrykker effektivt kornforgrovning ved høye temperaturer gjennom egenskapene til utfelte faser som fester korngrenser eller deres eget fravær av kornstruktur.
1. Mikrolegert stål (Mainstream Choice)
Ti-holdig stål (f.eks. H13+Ti): Ti danner svært stabil TiC, som er nesten uløselig under 1200 grader, fester korngrenser i lang tid og viser den sterkeste motstanden mot kornvekst;
Nb-inneholdende stål (f.eks. H13+Nb): NbC utfelles dynamisk under rekrystallisering, forhindrer kornoppsluging og gjør det egnet for temperatursvingningsforhold;
V-holdig stål (f.eks. H13+V): VC eksisterer stabilt i området 600–900 grader, og gir moderat festekraft til en lavere kostnad.
Mekanisme: Zener-pinningseffekt – fine, spredte andre-fasepartikler hindrer fysisk korngrensevandring.
2. Iboende fint-kornstål
Al-Killed H13: AlN genereres gjennom Al-deoksidasjon, og fester korngrenser i de tidlige stadiene av oppvarmingen for å forhindre overdreven austenittkornvekst;
Fin-kornet 4Cr5MoSiV1: Deoksidasjons- og avkjølingshastigheter kontrolleres under smelteprosessen for å sikre en fin og jevn original mikrostruktur (kornstørrelse 5–8).
Funksjoner: Høy kostnad-effektivitet, egnet for ny formproduksjon, ingen grunn til å legge til dyre legeringer.
3. Powder Metallurgy Steel (High-End Applications)
PM-H13: Bruker pulvermetallurgiteknologi, og oppnår en original kornstørrelse på 8–10, med ekstremt jevn karbidfordeling, som viser langt overlegen motstand mot høy-temperaturgrovhet sammenlignet med tradisjonelle ståltyper;
ASP-23: Høy-stål, som inneholder høye nivåer av V og Mo, med en ultrafin mikrostruktur og rikelig med dispergerte karbider, som viser utmerket motstand mot høye temperaturer.
Fordeler: God isotropi, utmattelseslevetiden er mer enn 30% høyere enn tradisjonelt stål, egnet for presisjonsformer innen medisinske, optiske og andre felt.
4. Varme-legeringer (ultra-applikasjoner med høy temperatur)
|
Materiale |
Maksimal driftstemperatur |
Finkornretensjonsmekanisme |
|
Inconel 718 |
1100 grader |
' fase (Ni₃Al) dispersjonsstyrkende, hemmer korngrensevandring |
|
Haynes 230 |
1150 grader |
Fast løsningsforsterkning + karbidutfelling, utmerket krypemotstand |
|
Stellite 6 |
1000 grader |
Carbide nettverksstøtte, sterk mikrostrukturstabilitet |
Merk: Høy kostnad, vanskelig å behandle, brukes vanligvis til delvis utskifting av kritiske komponenter.
5. Keramiske matrisekompositter (frontretning)
SiC/SiC, Al₂O₃/ZrO₂: Disse komposittene har ingen metallisk kornstruktur, tåler temperaturer over 1400 grader og viser nesten ingen termisk deformasjon.
Bruksområder: Brukes som-slitasjebestandige deler som dyseforinger og strømningsdelere, i kombinasjon med metallmatriser.
Trend: Utvidelse fra romfart til avansert-formproduksjon, som representerer en fremtidig utviklingsretning.
