פלדות עם תוספת אלמנטים מיקרוניזגים כגון Ti, Nb ו-V בעלות ההתנגדות החזקה ביותר לצמיחת גרגרים. הם מדכאים ביעילות התגבשות גרגרים לא תקינה בטמפרטורות גבוהות על ידי יצירת קרבידים או ניטרידים יציבים שמצמידים גבולות גרגרים.
1. פלדה סגסוגת מיקרו (היעיל ביותר)
פלדה המכילה Ti-: Ti יכול ליצור TiC (טיטניום קרביד) יציב במיוחד, שאינו מומס בקלות בטמפרטורות גבוהות ויכול לשמור על מצב חלקיקים עדינים לאורך זמן. יש לו את השפעת ההצמדה החזקה ביותר על גבולות התבואה והוא המרכיב היעיל ביותר לעיכוב צמיחת גרגר אוסטניט.
פלדה המכילה Nb-: ל-NbC (ניוביום קרביד) מסיסות בינונית באוסטניט ויכולה לנשור במהלך התגבשות מחדש, ובכך למנוע ביעילות צמיחת גרגרים, מתאים במיוחד לתהליכי גלגול וקירור מבוקרים.
פלדה המכילה V-: ל-VC (ונדיום קרביד) יש גם אפקט הצמדה טוב, אבל היציבות שלו מעט נמוכה מ-TiC ו-NbC, מה שהופך אותו למתאים לסביבות שירות בטמפרטורה בינונית-.
המלצה מעשית: שימוש בפלדה מסוג H13 מודפסת במיקרו-נייגוג (למשל, בתוספת Ti/Nb/V) יכול לשפר משמעותית את העמידות בפני צמיחת גרגרים במות חמות.
2. פלדה משובחת מטבעה-: פלדה מסוג זה עוברת דה-אוקסידציה של אל או מיקרוניזג במהלך ההתכה, וכתוצאה מכך נוצרים ניטרידים או קרבוניטרידים עדינים ומפוזרים בתוך הפלדה, המעכבים את צמיחת הגרגרים במהלך החימום.
לאחר טיפול בחום ל-930 מעלות והחזקה, הגרגירים של פלדה מסוג זה נשארים עדינים (גודל גרגר גדול או שווה לדרגה 5), מה שהופך אותו למתאים לטווח ארוך בטמפרטורה גבוהה-.
קריטריונים לשיפוט: גודל הגרגירים מדורג לפי GB/T 6394. פלדה עדינה- מטבעה אינה מציגה התגבשות בתנאים סטנדרטיים.
3. אלמנטים אחרים עם השפעות מעכבות
|
אֵלֵמֶנט |
מנגנון עיכוב |
רמת אפקטיביות |
|
W |
יוצר קרבידים יציבים בטמפרטורות גבוהות, מעכב נדידת גבול התבואה |
לְמַתֵן |
|
מו |
משפר את יציבות האוסטניט, מעכב את צמיחת הדגנים |
לְמַתֵן |
|
אל |
יוצר חלקיקי AlN להצמיד גבולות גרגרים, ומונע התגבשות במהלך החימום |
חָזָק |
הערה: לאלמנטים כגון Ni, Mn ו-P אין את היכולת לעכב את צמיחת הדגנים. Ni עשוי אפילו לקדם austenitization, ו-Mn מוריד את הנקודה הקריטית ומאיץ את צמיחת הדגנים.
4. המלצות מעשיות לבחירת חומר
חומרים מועדפים: פלדת תבנית מיקרוניזתית המכילה Ti, Nb ו-V (למשל, H13+Ti);
הימנע: קוביות שאינן מחומצנות או גסות-, ופלדת פחמן רגילה ללא יסודות זיקוק-;
אמצעי תמיכה: ערכו בדיקות מטאלוגרפיות לפני כניסת תבניות חדשות לשימוש כדי לוודא שגודל הגרגירים המקורי הוא בטווח של 5-8. עקרון הגנה: חלקיקי שלב שני (כגון TiC ו-NbC) מגבילים את תנועת גבול הגרגרים באמצעות אפקט ההצמדה של Zener, שהוא מנגנון הליבה להתנגדות לצמיחת גרגרים.
