Ti, Nb ve V gibi mikro alaşım elementleri eklenmiş çelikler, tane büyümesine karşı en güçlü dirence sahiptir. Tane sınırlarını belirleyen kararlı karbürler veya nitrürler oluşturarak yüksek sıcaklıklarda anormal tane irileşmesini etkili bir şekilde bastırırlar.
1. Mikroalaşımlı Çelik (En Etkili)
Ti-içeren çelik: Ti, yüksek sıcaklıklarda kolayca çözünmeyen ve ince parçacık durumunu uzun süre koruyabilen oldukça kararlı TiC (titanyum karbür) oluşturabilir. Tane sınırları üzerinde en güçlü sabitleme etkisine sahiptir ve ostenit tane büyümesinin engellenmesinde en etkili elementtir.
Nb-çelik içeren: NbC (niyobyum karbür), ostenit içinde orta düzeyde çözünürlüğe sahiptir ve yeniden kristalleşme sırasında çökelerek tane büyümesini etkili bir şekilde önleyebilir, özellikle kontrollü haddeleme ve soğutma işlemleri için uygundur.
V-çelik içeren: VC (vanadyum karbür) de iyi bir sabitleme etkisine sahiptir, ancak stabilitesi TiC ve NbC'den biraz daha düşüktür, bu da onu orta-sıcaklıktaki servis ortamları için uygun kılar.
Pratik Öneri: Mikroalaşımlı H13 ile değiştirilmiş çeliğin kullanılması (örn. Ti/Nb/V eklenmiş) sıcak yolluk kalıplarında tanecik büyümesine karşı direnci önemli ölçüde artırabilir.
2. Doğası gereği İnce- Tanecikli Çelik: Bu tür çelik, eritme sırasında Al deoksidasyonuna veya mikro alaşımlamaya maruz kalır, bu da çelik içinde ince, dağılmış nitrürlerin veya karbonitritlerin oluşmasına neden olur ve ısıtma sırasında tanecik büyümesini engeller.
930 dereceye kadar ısıl işlemden ve bekletme işleminden sonra, bu tür çeliğin taneleri ince kalır (tane boyutu 5. sınıftan büyük veya ona eşit), bu da onu uzun-dönemli yüksek-sıcaklık servisine uygun hale getirir.
Karar Kriterleri: Tane büyüklüğü GB/T 6394'e göre derecelendirilmiştir. Doğası gereği ince-tanecikli çelik, standart koşullar altında kabalaşma göstermez.
3. Engelleyici Etkisi Olan Diğer Unsurlar
|
Öğe |
İnhibisyon Mekanizması |
Etkinlik Düzeyi |
|
W |
Yüksek sıcaklıklarda stabil karbürler oluşturarak tane sınırı geçişini engeller |
Ilıman |
|
Ay |
Östenit stabilitesini artırır, tane büyümesini geciktirir |
Ilıman |
|
Al |
Tane sınırlarını sabitlemek için AlN parçacıkları oluşturarak ısıtma sırasında kabalaşmayı önler |
Güçlü |
Not: Ni, Mn ve P gibi elementlerin tane büyümesini engelleme özelliği yoktur. Ni östenitleşmeyi bile teşvik edebilir ve Mn kritik noktayı düşürür ve tane büyümesini hızlandırır.
4. Pratik Malzeme Seçimi Önerileri
Tercih Edilen Malzemeler: Ti, Nb ve V (örneğin, H13+Ti) içeren mikro alaşımlı kalıp çeliği;
Şunlardan kaçının: Oksitlenmemiş veya kaba- taneli kütükler ve tanecik- arıtma elemanları içermeyen sıradan karbon çeliği;
Destekleyici Önlemler: Orijinal tane boyutunun 5-8 aralığında olduğunu doğrulamak için yeni kalıpları kullanıma koymadan önce metalografik testler yapın. Koruma ilkesi: İkinci-faz parçacıkları (TiC ve NbC gibi), tane büyümesine direnen temel mekanizma olan Zener sabitleme etkisi aracılığıyla tane sınırı hareketini kısıtlar.
