Ocele s pridanými mikrolegovacími prvkami ako Ti, Nb a V majú najväčšiu odolnosť proti rastu zŕn. Účinne potláčajú abnormálne hrubnutie zŕn pri vysokých teplotách vytváraním stabilných karbidov alebo nitridov, ktoré obmedzujú hranice zŕn.
1. Mikrolegovaná oceľ (najúčinnejšia)
Oceľ obsahujúca Ti-: Ti môže tvoriť vysoko stabilný TiC (karbid titánu), ktorý sa pri vysokých teplotách len ťažko rozpúšťa a môže si dlhodobo udržiavať stav jemných častíc. Má najsilnejší pripevňovací efekt na hraniciach zŕn a je najúčinnejším prvkom na inhibíciu rastu austenitových zŕn.
Oceľ obsahujúca Nb-: NbC (karbid nióbu) má miernu rozpustnosť v austenite a môže sa vyzrážať počas rekryštalizácie, čím účinne bráni rastu zŕn, zvlášť vhodný pre procesy riadeného valcovania a chladenia.
Oceľ obsahujúca V-: VC (karbid vanádu) má tiež dobrý efekt prichytenia, ale jej stabilita je o niečo nižšia ako u TiC a NbC, vďaka čomu je vhodná pre prostredie so strednou-teplotou.
Praktické odporúčanie: Použitie mikrolegovanej ocele modifikovanej H13 (napr. s pridaným Ti/Nb/V) môže výrazne zlepšiť odolnosť proti rastu zŕn v nástrojoch s horúcimi vtokmi.
2. Inherentne jemnozrnná-oceľ: Tento typ ocele prechádza počas tavenia dezoxidáciou Al alebo mikrolegovaním, čo vedie k tvorbe jemných, rozptýlených nitridov alebo karbonitridov v oceli, ktoré bránia rastu zŕn počas zahrievania.
Po tepelnom spracovaní na 930 stupňov a udržiavaní zostávajú zrná tohto typu ocele jemné (veľkosť zrna väčšia alebo rovná triede 5), vďaka čomu je vhodná na dlhodobé-vysoko{3}}teplotné použitie.
Kritériá posudzovania: Veľkosť zrna je hodnotená podľa GB/T 6394. Inherentne jemnozrnná oceľ- nevykazuje za štandardných podmienok hrubnutie.
3. Ďalšie prvky s inhibičnými účinkami
|
Prvok |
Inhibičný mechanizmus |
Úroveň účinnosti |
|
W |
Vytvára stabilné karbidy pri vysokých teplotách, čím bráni migrácii hraníc zŕn |
Mierne |
|
Mo |
Zlepšuje stabilitu austenitu, spomaľuje rast zŕn |
Mierne |
|
Al |
Tvorí častice AlN na hraniciach zŕn, čím zabraňuje zhrubnutiu počas zahrievania |
Silný |
Poznámka: Prvky ako Ni, Mn a P nemajú schopnosť inhibovať rast zŕn. Ni môže dokonca podporovať austenitizáciu a Mn znižuje kritický bod a urýchľuje rast zŕn.
4. Praktické odporúčania pre výber materiálu
Výhodné materiály: Mikrolegovaná formovacia oceľ obsahujúca Ti, Nb a V (napr. H13+Ti);
Vyhnite sa: nedeoxidovaným alebo hrubozrnným -zliatom a bežnej uhlíkovej oceli bez zrnitých-zušľachťujúcich prvkov;
Podporné opatrenia: Pred uvedením nových foriem do používania vykonajte metalografické testovanie, aby ste potvrdili, že pôvodná veľkosť zrna je v rozsahu 5–8. Princíp ochrany: Častice druhej-fázy (ako TiC a NbC) obmedzujú pohyb hraníc zŕn prostredníctvom Zenerovho efektu prichytenia, čo je hlavný mechanizmus na zabránenie rastu zŕn.
