Cara Menyediakan Bahan yang Mengekalkan-Struktur Berbutir Halus pada Suhu Tinggi

Kunci kepada penyediaan bahan untuk mengekalkan struktur berbutir halus pada suhu tinggi adalah dengan memperkenalkan atom fasa kedua teragih halus ke sempadan butiran. Pemprosesan dan rawatan haba mesti dikawal untuk mengelakkan pertumbuhan bijirin yang tidak normal semasa perkhidmatan suhu tinggi.

1. Reka Bentuk Metalurgi dan Komposisi: Memperkenalkan Elemen Penggabungan Mikro

Ti, Nb, V, Al: Menambah unsur-unsur ini semasa peleburan menghasilkan karbida yang sangat stabil (cth, TiC, NbC, VC) atau nitrida (cth, AlN) yang memendakan semasa pemejalan dan pemanasan, menambat sempadan butiran.

W, Mo: Meningkatkan kekerasan merah dan rintangan melembutkan temper keluli. Mereka mempunyai karbida yang stabil pada suhu tinggi yang menghalang pergerakan sempadan butiran.

Syor Praktikal: Gunakan keluli berbutir mikro atau halus semula jadi-seperti H13+Ti dan Al-Killed H13, dengan syarat kandungan unsur kritikal berada dalam had yang ditentukan (cth, Ti Lebih Besar daripada atau sama dengan 0.015%, Al Lebih Besar daripada atau sama dengan 0.02%)

2. Proses Metalurgi Serbuk: Mendapatkan Struktur Mikro Asli Ultrafine

PM-H13, ASP-23: Penggunaan penyediaan serbuk pengatoman gas + pengacuan penekan isostatik panas (HIP) mengelakkan pengasingan dalam jongkong tradisional dan struktur mikro adalah homogen dengan saiz butiran asal 8-10.

Kelebihan: Penyerakan karbida terserak, isotropi kuat dan rintangan yang jauh lebih baik terhadap pembangunan bijian daripada tuangan konvensional dan keluli tempa.

Aplikasi: Acuan suntikan berketepatan tinggi dalam aplikasi perubatan dan optik, penambahbaikan hayat keletihan lebih 30%.

3. Penapisan Saiz Bijian: Kawalan Pemprosesan Termomekanikal

Penggulungan dan Penyejukan terkawal (TMCP): Semasa penempaan atau penggulungan, suhu ubah bentuk dan kadar penyejukan dikawal, yang membolehkan banyak ubah bentuk di rantau austenit dan menggalakkan penghabluran semula dinamik dan penghalusan saiz butiran.

Penyepuhlindapan Isoterma + Penyejukan Pantas: Elakkan penyejukan relau perlahan, gunakan penyejukan udara atau penyejukan angin, kurangkan panjang-tempat kediaman bersuhu tinggi, menghalang pengagregatan dan perkembangan bijirin.

Kontraindikasi: Penyejukan perlahan atau pegangan lanjutan pada suhu tinggi tidak dibenarkan untuk mengelakkan penghabluran semula sekunder yang mengakibatkan kekasaran yang menyimpang.

4. Reka Bentuk Permukaan dan Struktur Komposit (Arah Tepi-Terkemuka)

Komposit Matriks Seramik (CMC): cth SiC/SiC, Al2O3/ZrO2, yang tidak mempunyai masalah pertumbuhan bijian, boleh beroperasi pada suhu melebihi 1400 darjah dan sesuai sebagai pelapik muncung;

Logam-Struktur Komposit Seramik Penggunaan teras atau salutan seramik dalam matriks logam untuk kestabilan suhu tinggi setempat yang dipertingkatkan.