Материјали који могу да одрже фино{0}}зрнасту структуру на високим температурама углавном укључују микролегирани челик који садржи Ти, Нб и В; металургија праха челик; легуре отпорне на топлоту (као што је Инцонел 718); и керамичке матричне композите. Ови материјали ефикасно потискују грубо зрно на високим температурама кроз карактеристике преципитираних фаза које причвршћују границе зрна или сопственог одсуства структуре зрна.
1. Микролегирани челик (главни избор)
Челик који садржи Ти- (нпр. Х13+Ти): Ти формира високо стабилан ТиЦ, који је скоро нерастворљив испод 1200 степени, задржавајући границе зрна на дуже време и показујући најјачу отпорност на раст зрна;
Челик који садржи Нб- (нпр. Х13+Нб): НбЦ се динамички таложи током рекристализације, спречавајући прогутање зрна и чинећи га погодним за услове температурних флуктуација;
Челик који садржи В- (нпр. Х13+В): ВЦ постоји стабилно у опсегу од 600–900 степени, пружајући умерену силу причвршћивања уз нижу цену.
Механизам: Зенер ефекат закачења – фине, дисперговане честице друге{0}}фазе физички ометају миграцију граница зрна.
2. Инхерентно фино-зрнати челик
Ал{0}}Убио Х13: АлН се генерише деоксидацијом Ал, причвршћујући границе зрна у раним фазама загревања да би се спречио прекомерни раст зрна аустенита;
Фино-Зрнати 4Цр5МоСиВ1: Стопе деоксидације и хлађења се контролишу током процеса топљења како би се обезбедила фина и уједначена оригинална микроструктура (величина зрна 5–8).
Карактеристике: Висока -ефикасност, погодна за производњу нових калупа, нема потребе за додавањем скупих легура.
3. Челик за металургију праха (врхунске-прилике)
ПМ-Х13: Користи технологију металургије праха, постижући оригиналну величину зрна од 8–10, са изузетно уједначеном дистрибуцијом карбида, показујући далеко бољу отпорност на-грубљење при високим температурама у поређењу са традиционалним челицима;
АСП-23: Брзорезни -челик, који садржи високе нивое В и Мо, са ултрафином микроструктуром и обилним диспергованим карбидима, који показује одличну отпорност на високе температуре.
Предности: Добра изотропија, век трајања замора је више од 30% већи од традиционалног челика, погодан за прецизне калупе у медицинским, оптичким и другим областима.
4. Легуре отпорне-на топлоту (примена за ултра-високе температуре)
|
Материјал |
Максимална температура рада |
Механизам задржавања финог зрна |
|
Инцонел 718 |
1100 степени |
' фаза (Ни₃Ал) ојачање дисперзије, инхибира миграцију граница зрна |
|
Хаинес 230 |
1150 степени |
Ојачање чврстог раствора + таложење карбида, одлична отпорност на пузање |
|
Стелит 6 |
1000 степени |
Подршка мреже од карбида, јака стабилност микроструктуре |
Напомена: Висока цена, тешко се обрађује, обично се користи за делимичну замену критичних компоненти.
5. Керамичке матричне композите (гранични правац)
СиЦ/СиЦ, Ал₂О₃/ЗрО₂: Ови композити немају структуру металног зрна, могу да издрже температуре изнад 1400 степени и не показују скоро никакву термичку деформацију.
Примене: Користе се као делови{0}}отпорни на хабање као што су облоге млазница и разделници протока, у комбинацији са металним матрицама.
Тренд: Проширење од ваздухопловства до врхунске{0}}производње калупа, што представља будући правац развоја.
