Oceli s přidanými mikrolegovacími prvky, jako je Ti, Nb, V, W a Mo, stejně jako ocel z práškové metalurgie, žáruvzdorné slitiny a kompozity s keramickou matricí, vykazují vynikající odolnost proti růstu zrn a mohou účinně potlačovat abnormální hrubnutí zrn při vysokých teplotách.
1. Mikrolegovaná ocel (hlavní výběr)
|
Typ materiálu |
Základní mechanismus |
Reprezentativní stupeň |
Použitelné scénáře |
|
Ti-obsahující ocel |
TiC vysokoteplotní-stabilita, nejpevnější osazení hranic zrn |
H13+Ti, 4Cr5MoSiV1-Ti |
Oblast jádra s vysokou{0}}teplotou (méně než nebo rovna 1200 stupňům) |
|
Nb-obsahující ocel |
Dynamické srážení NbC, zabraňující pohlcení zrna |
H13+Nb, 3Cr2W8V-Nb |
Oblast kolísání teploty |
|
V-obsahující ocel |
VC střední-teplotní stabilita, mírná cena |
H13+V, 5CrNiMo-V |
Pomocná oblast střední-teploty (méně než nebo rovna 900 stupňům) |
|
W/Mo-obsahující ocel |
WC/Mo₂C vysoký bod tání, vysoká odolnost proti tečení |
V13+W, 5Cr4W5Mo2V |
Extrémně vysoká-teplota prostředí |
Výhody: Vylepšené oproti tradičnímu H13, dobrá obrobitelnost, široce používané v klíčových součástech, jako jsou trysky a rozdělovače.
2. Skutečně jemná-zrnitá ocel (preferováno pro nové formy)
Al-Killed H13: AlN vzniká deoxidací Al s rozptýlenou distribucí potlačující hrubnutí zrna během zahřívání;
Jemný-zrnitý 4Cr5MoSiV1: Řízený proces dezoxidace během tavení zajišťuje jemnou a jednotnou původní mikrostrukturu (zrnitost 5-8).
Vlastnosti: Nejsou potřeba drahé slitiny, vysoká cena-efektivita, vhodné pro hromadnou výrobu.
3. Prášková metalurgie oceli (špičkové-aplikace)
PM-H13: Původní velikost zrna dosahuje 8-10, extrémně rovnoměrná distribuce karbidů a odolnost vůči růstu zrna daleko převyšuje odolnost tradičních ocelí;
ASP-23: Vysokorychlostní-ocel s vysokým obsahem V a Mo, ultra-jemná mikrostruktura + hojné rozptýlené karbidy, vynikající odolnost vůči vysokým teplotám.
Výhody: Dobrá izotropie, únavová životnost o více než 30% vyšší, vhodné pro přesné formy v lékařských, optických a jiných aplikacích.
4. Tepelně-slitiny (ultra-vysokoteplotní aplikace)
|
Materiály |
Maximální provozní teplota |
Charakteristika |
|
Inconel 718 (na bázi niklu-) |
1100 stupňů |
Fázové zpevnění, silná odolnost proti oxidaci a tečení |
|
Haynes 230 (nikl-chrom) |
1150 stupňů |
Vynikající odolnost proti tečení, vysoká stabilita |
|
Stellite 6 (na bázi kobaltu-) |
1000 stupňů |
Odolné proti-opotřebení a korozi-, vhodné do korozivního prostředí |
Poznámka: Vysoká cena, obtížné zpracování, obvykle se používá pro výměnu kritických součástí.
5. Kompozity s keramickou matricí (špičkový-výzkum)
SiC/SiC, Al₂O3/ZrO₂: Zrnitá struktura bez kovu, teplotní odolnost přesahující 1400 stupňů, téměř žádná tepelná deformace;
Použití: Používá se jako součásti odolné proti opotřebení-, jako jsou vložky trysek a děliče toku, v kombinaci s kovovými matricemi.
