Сталі з додаванням мікролегуючих елементів, таких як Ti, Nb і V, мають найсильніший опір росту зерен. Вони ефективно пригнічують ненормальне укрупнення зерна при високих температурах, утворюючи стабільні карбіди або нітриди, які закріплюють межі зерен.
1. Мікролегована сталь (найбільш ефективна)
Ti-вмісна сталь: Ti може утворювати високостабільний TiC (карбід титану), який важко розчиняється за високих температур і може зберігати дрібнодисперсний стан протягом тривалого часу. Він має найсильніший ефект закріплення на межах зерен і є найефективнішим елементом для пригнічення росту зерен аустеніту.
Nb-вмісна сталь: NbC (карбід ніобію) має помірну розчинність в аустеніті та може випадати в осад під час рекристалізації, ефективно запобігаючи росту зерна, особливо підходить для контрольованих процесів прокатки та охолодження.
V-вмісна сталь: VC (карбід ванадію) також має хороший ефект закріплення, але її стабільність дещо нижча, ніж TiC і NbC, що робить її придатною для середніх-температурних умов експлуатації.
Практична рекомендація: використання мікролегованої модифікованої сталі H13 (наприклад, з додаванням Ti/Nb/V) може значно підвищити стійкість до росту зерна в гарячеканальних матрицях.
2. За своєю суттю дрібно{1}}зерниста сталь: цей тип сталі піддається розкисленню Al або мікролегуванню під час плавлення, що призводить до утворення дрібних диспергованих нітридів або карбонітридів у сталі, що перешкоджає росту зерна під час нагрівання.
Після термічної обробки до 930 градусів і витримки зерна цього типу сталі залишаються дрібними (розмір зерна більше або дорівнює класу 5), що робить його придатним для тривалої -високо{3}}температурної експлуатації.
Критерії оцінки: Розмір зерна оцінюється відповідно до GB/T 6394. Дрібно{1}}сталь за своєю природою не укрупнюється за стандартних умов.
3. Інші елементи з інгібуючим ефектом
|
елемент |
Механізм гальмування |
Рівень ефективності |
|
W |
Утворює стійкі карбіди при високих температурах, перешкоджаючи міграції меж зерен |
Помірний |
|
пн |
Покращує стабільність аустеніту, затримуючи ріст зерен |
Помірний |
|
Ал |
Утворює частинки AlN для закріплення меж зерен, запобігаючи укрупненню під час нагрівання |
Сильний |
Примітка: такі елементи, як Ni, Mn і P, не мають здатності пригнічувати ріст зерна. Ni може навіть сприяти аустенітизації, а Mn знижує критичну точку та прискорює ріст зерен.
4. Рекомендації щодо вибору практичного матеріалу
Бажані матеріали: мікролегована формована сталь, що містить Ti, Nb і V (наприклад, H13+Ti);
Уникайте: нерозкислених або крупно{0}}зернистих заготовок, а також звичайної вуглецевої сталі без елементів-рафінування зерна;
Допоміжні заходи: Проведіть металографічні випробування перед тим, як використовувати нові прес-форми, щоб підтвердити, що початковий розмір зерна знаходиться в діапазоні 5–8. Принцип захисту: Частинки другої -фази (такі як TiC і NbC) обмежують переміщення меж зерен через ефект закріплення Зенера, який є основним механізмом протидії росту зерен.
