A mikroötvöző elemekkel, például Ti, Nb és V hozzáadott acélok ellenállnak a legerősebb szemcsenövekedésnek. Hatékonyan elnyomják az abnormális szemcsedurvulást magas hőmérsékleten azáltal, hogy stabil karbidokat vagy nitrideket képeznek, amelyek rögzítik a szemcsehatárokat.
1. Mikroötvözött acél (leghatékonyabb)
Ti-tartalmú acél: A Ti rendkívül stabil TiC-t (titán-karbidot) képezhet, amely nem oldódik könnyen magas hőmérsékleten, és hosszú ideig képes megőrizni a finomszemcsés állapotot. Ennek van a legerősebb rögzítő hatása a szemcsehatárokon, és a leghatékonyabb elem az ausztenit szemcsenövekedés gátlására.
Nb-tartalmú acél: Az NbC (nióbium-karbid) mérsékelten oldódik az ausztenitben, és az átkristályosítás során kicsapódhat, hatékonyan megakadályozva a szemcsék növekedését, különösen alkalmas szabályozott hengerlési és hűtési folyamatokhoz.
V-tartalmú acél: A VC (vanádium-karbid) is jó rögzítő hatással rendelkezik, de stabilitása valamivel alacsonyabb, mint a TiC és az NbC, így alkalmas közepes-hőmérsékletű üzemi környezetekhez.
Gyakorlati javaslat: Mikroötvözött H13 módosított acél használata (pl. hozzáadott Ti/Nb/V-vel) jelentősen javíthatja a szemcsenövekedéssel szembeni ellenállást a forrócsatornás szerszámokban.
2. Alapvetően finom-szemcsés acél: Az ilyen típusú acél az olvasztás során Al-deoxidáción vagy mikroötvözésen megy keresztül, ami finom, diszpergált nitridek vagy karbonitridek képződését eredményezi az acélban, ami gátolja a szemcsék növekedését a melegítés során.
930 fokos hőkezelést és tartást követően az ilyen típusú acél szemcséi finomak maradnak (szemcseméret: 5-ös vagy annál nagyobb), így alkalmas hosszú távú, -magas{3}}hőmérsékletű kiszolgálásra.
Elbírálási kritériumok: A szemcseméret a GB/T 6394 szerint van besorolva. Az eredendően finom-szemcsés acél normál körülmények között nem durvul el.
3. Egyéb gátló hatású elemek
|
Elem |
Gátlási mechanizmus |
Hatékonysági szint |
|
W |
Magas hőmérsékleten stabil karbidokat képez, akadályozva a szemcsehatár-vándorlást |
Mérsékelt |
|
Mo |
Javítja az ausztenit stabilitását, késlelteti a szemcsék növekedését |
Mérsékelt |
|
Al |
AlN részecskéket képez a szemcsehatárok rögzítéséhez, megakadályozva a durvulást melegítés közben |
Erős |
Megjegyzés: Az olyan elemek, mint a Ni, Mn és P, nem képesek gátolni a szemcsék növekedését. A nikkel még az ausztenitesedést is elősegítheti, a Mn pedig csökkenti a kritikus pontot és felgyorsítja a szemcsenövekedést.
4. Gyakorlati anyagválasztási ajánlások
Előnyben részesített anyagok: Ti, Nb-t és V-t tartalmazó mikroötvözött formaacél (pl. H13+Ti);
Kerülje el: dezoxidálatlan vagy durva{0}}szemcsés tuskót és normál szénacélt, szemcse{1}}finomító elemek nélkül;
Támogató intézkedések: Az új formák használatba vétele előtt végezzen metallográfiai vizsgálatot, hogy megbizonyosodjon arról, hogy az eredeti szemcseméret az 5-8 tartományban van. Védelmi elv: A második-fázisú részecskék (mint például a TiC és az NbC) korlátozzák a szemcsehatár mozgását a Zener-tűző effektus révén, amely a szemcsenövekedés elleni fő mechanizmus.
