Jakie zmiany zachodzą w mikrostrukturze odlewów odpornych na zużycie w warunkach wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia?

1. Transformacja fazowa i udoskonalanie fazy wytrąconej
Pod wpływem starzenia pod wysokim ciśnieniem (1–5 GPa) austenityczna struktura odpornej na zużycie stali wysokomanganowej wytrąca dużą liczbę drobnych węglików (o szerokości 60–100 nm), czemu towarzyszy tworzenie ε-martenzytu. Te drobne węgliki są równomiernie rozmieszczone, co znacznie poprawia twardość i odporność na zużycie odlewy odporne na zużycie .

2. Zmiana wielkości ziarna w zależności od grubości ścianki
Badania nadstopów na bazie Ni₃Al pokazują, że zwiększona grubość ścianki prowadzi do gruboziarnistości ziaren, zwiększenia wtrąceń niemetalicznych i mikrostruktury, która przekształca się z jednorodnych ziaren drobnoziarnistych w gruboziarniste i lokalną segregację. W produkowanych przez naszą firmę walcach piecowych i rurach promiennikowych grubość ścianki kontrolowana poniżej 3 mm pozwala zachować drobną i jednolitą strukturę fazy γ, zapewniając wytrzymałość w wysokich temperaturach.

3. Gęstość dyslokacji i transformacja fazowa wywołana naprężeniami
W warunkach wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia gęstość dyslokacji znacznie wzrasta, zapewniając więcej miejsc zarodkowania do wytrącania węglików. Literatura wskazuje, że im większe ciśnienie, tym bardziej powstają węgliki podatne na dyslokację, jednak wzrost ten spowalnia po przekroczeniu 3 GPa. Wyjaśnia to wynik eksperymentu, że twardość materiału wzrosła o około 12% po obróbce przy 3 GPa.

4. Homogenizacja mikrostruktury po obróbce cieplnej
Walcowanie na gorąco, a następnie starzenie w wysokiej temperaturze może udoskonalić i ujednolicić fazy wzmacniające, takie jak TiC i NbC, znacznie poprawiając udarność i plastyczność stali odpornej na zużycie. Firma dodała do procesu obróbki cieplnej etap podgrzewania wstępnego o 10%, zwiększając homogenizację mikrostruktury o 30% i energię uderzenia z 11 J do 24 J.