Кључ за припрему материјала који одржавају фино-зрнасту структуру на високим температурама лежи у увођењу финих, диспергованих честица друге-фазе да закаче границе зрна и контролисању обраде и топлотног третмана како би се спречио абнормалан раст зрна током рада на високим-температурама.
1. Металуршки и композициони дизајн: додавање микролегирајућих елемената
Ти, Нб, В, Ал: додавањем ових елемената током процеса топљења формирају се високо стабилни карбиди (као што су ТиЦ, НбЦ, ВЦ) или нитриди (АлН), који се таложе током очвршћавања и загревања, ефикасно причвршћујући границе зрна.
В, Мо: Побољшајте црвену тврдоћу и отпорност челика на омекшавање. Њихови карбиди остају стабилни на високим температурама, ометајући миграцију граница зрна.
Практична препорука: Изаберите микролегиране или инхерентно фино зрнате-челике као што су Х13+Ти и Ал-убијени Х13, обезбеђујући да садржај кључних елемената испуњава стандарде (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: Припрема праха за распршивање гаса + ливење врућим изостатичким пресовањем (ХИП), избегава се сегрегација у традиционалним инготима, што резултира уједначеном микроструктуром са оригиналном величином зрна од 8-10.
Предности: Дисперзована дистрибуција карбида, добра изотропија и значајно супериорна отпорност на раст зрна у поређењу са традиционалним ливеним и кованим челиком.
Примене: Високо{0}}прецизни калупи за бризгање у медицинским и оптичким апликацијама, побољшавајући век трајања замора за преко 30%.
3. Термомеханичка контрола обраде: величина зрна рафинирања
Контролисано ваљање и хлађење (ТМЦП): Током ковања или ваљања, температура деформације и брзина хлађења се контролишу, омогућавајући вишеструке деформације у аустенитном региону, промовишући динамичку рекристализацију и пречишћавање величине зрна.
Изотермно жарење + брзо хлађење: избегава се споро хлађење пећи; користи се ваздушно хлађење или хлађење ветром, скраћујући време задржавања-при високим температурама и инхибирајући агломерацију и раст зрна.
Контраиндикације: Забрањено је споро хлађење или продужено{0}држање на високој температури да би се спречила секундарна рекристализација која би могла да доведе до абнормалног грубљања.
4. Дизајн површине и композитне структуре (смер сечења-ивице)
Керамички матрични композити (ЦМЦ): као што су СиЦ/СиЦ, Ал₂О₃/ЗрО₂, који немају проблема са растом зрна и могу да издрже температуре веће од 1400 степени, што их чини погодним као облоге млазница;
Метал{0}}Керамичке композитне структуре: Уградња керамичких језгара или премаза унутар металне матрице ради побољшања локализоване стабилности на високим{1}}температурама.
