Stål med tilføjede mikrolegeringselementer såsom Ti, Nb, V, W og Mo samt pulvermetallurgisk stål, varme-bestandige legeringer og keramiske matrixkompositter udviser fremragende modstandsdygtighed over for kornvækst og kan effektivt undertrykke unormal kornforstørrelse ved høje temperaturer.
1. Mikrolegeret stål (Mainstream Choice)
|
Materiale Type |
Kernemekanisme |
Repræsentativ karakter |
Gældende scenarier |
|
Ti-indeholdende stål |
TiC høj-temperaturstabilitet, stærkeste korngrænsefastgørelse |
H13+Ti, 4Cr5MoSiV1-Ti |
Høj-temperaturkerneområde (mindre end eller lig med 1200 grader) |
|
Nb-indeholdende stål |
NbC dynamisk nedbør, der forhindrer kornopslugning |
H13+Nb, 3Cr2W8V-Nb |
Temperaturudsvingsområde |
|
V-indeholdende stål |
VC medium-temperaturstabilitet, moderate omkostninger |
H13+V, 5CrNiMo-V |
Hjælpeområde med mellem-temperatur (mindre end eller lig med 900 grader) |
|
M/Mo-indeholdende stål |
WC/Mo₂C højt smeltepunkt, stærk krybemodstand |
H13+W, 5Cr4W5Mo2V |
Ekstremt høje-temperaturer |
Fordele: Forbedret fra traditionel H13, god bearbejdelighed, meget udbredt i nøglekomponenter som dyser og manifolder.
2. Egenfint-kornet stål (foretrukket til nye forme)
Al-Dræbt H13: AlN dannes gennem Al-deoxidation, med dispergeret fordeling, der undertrykker kornforstørrelse under opvarmning;
Fin-kornet 4Cr5MoSiV1: Kontrolleret deoxidationsproces under smeltning sikrer en fin og ensartet original mikrostruktur (kornstørrelse 5-8).
Funktioner: Intet behov for dyre legeringer, høj -omkostningseffektivitet, velegnet til masseproduktion.
3. Powder Metallurgy Steel (High-End Applications)
PM-H13: Oprindelig kornstørrelse når 8-10, ekstremt ensartet karbidfordeling, og modstanden mod kornvækst overstiger langt den traditionelle ståls;
ASP-23: Høj-stål, der indeholder høje niveauer af V og Mo, ultra-fin mikrostruktur + rigelige dispergerede karbider, fremragende modstandsdygtighed over for høje temperaturer.
Fordele: God isotropi, træthedslevetid mere end 30% højere, velegnet til præcisionsforme i medicinske, optiske og andre applikationer.
4. Varme-bestandige legeringer (ultra-højtemperaturapplikationer)
|
Materialer |
Maksimal driftstemperatur |
Karakteristika |
|
Inconel 718 (nikkel-baseret) |
1100 grader |
' faseforstærkning, stærk oxidations- og krybemodstand |
|
Haynes 230 (nikkel-chrom) |
1150 grader |
Fremragende krybemodstand, høj stabilitet |
|
Stellite 6 (kobolt-baseret) |
1000 grader |
Slid-bestandig og korrosions-bestandig, velegnet til korrosive miljøer |
Bemærk: Høje omkostninger, vanskelige at behandle, bruges normalt til udskiftning af kritiske komponenter.
5. Keramiske matrixkompositter (banebrydende-forskning)
SiC/SiC, Al₂O₃/ZrO₂: Metal-fri kornstruktur, temperaturbestandighed over 1400 grader, næsten ingen termisk deformation;
Anvendelser: Anvendes som slidbestandige-dele såsom dyseforinger og flowdelere i kombination med metalmatricer.
