Bahan yang boleh mengekalkan struktur berbutir-halus pada suhu tinggi terutamanya termasuk keluli aloi mikro yang mengandungi Ti, Nb dan V; keluli metalurgi serbuk; aloi-panas (seperti Inconel 718); dan komposit matriks seramik. Bahan-bahan ini berkesan menyekat kekasaran bijirin pada suhu tinggi melalui ciri-ciri fasa termendak yang menyematkan sempadan bijian atau ketiadaan struktur bijian mereka sendiri.
1. Keluli Beraloi Mikro (Pilihan Arus Perdana)
Ti-mengandungi keluli (cth, H13+Ti): Ti membentuk TiC yang sangat stabil, yang hampir tidak larut di bawah 1200 darjah , menyematkan sempadan bijian untuk masa yang lama dan mempamerkan rintangan paling kuat terhadap pertumbuhan bijian;
Nb-mengandungi keluli (cth, H13+Nb): NbC memendakan secara dinamik semasa penghabluran semula, menghalang penelanan bijirin dan menjadikannya sesuai untuk keadaan turun naik suhu;
V-mengandungi keluli (cth, H13+V): VC wujud secara stabil dalam julat 600–900 darjah, memberikan daya penyepitan sederhana pada kos yang lebih rendah.
Mekanisme: Kesan penyematan Zener – zarah fasa kedua-yang halus dan tersebar secara fizikal menghalang penghijrahan sempadan butiran.
2. Keluli Berbutir-Halus
Al-H13 Terbunuh: AlN dijana melalui penyahoksidaan Al, menyematkan sempadan bijian pada peringkat awal pemanasan untuk menghalang pertumbuhan bijirin austenit yang berlebihan;
Halus-4Cr5MoSiV1: Kadar penyahoksidaan dan penyejukan dikawal semasa proses peleburan untuk memastikan struktur mikro asli yang halus dan seragam (saiz butiran 5–8).
Ciri: Keberkesanan-kos tinggi, sesuai untuk pembuatan acuan baharu, tidak perlu menambah aloi mahal.
3. Keluli Metalurgi Serbuk (Aplikasi-Tertinggi)
PM-H13: Menggunakan teknologi metalurgi serbuk, mencapai saiz bijian asal 8–10, dengan pengagihan karbida yang sangat seragam, mempamerkan rintangan yang jauh lebih baik kepada kekasaran suhu-tinggi berbanding keluli tradisional;
ASP-23: Keluli berkelajuan tinggi-, mengandungi tahap V dan Mo yang tinggi, dengan struktur mikro ultra halus dan karbida tersebar yang banyak, mempamerkan rintangan suhu tinggi yang sangat baik.
Kelebihan: Isotropi yang baik, hayat keletihan adalah lebih daripada 30% lebih tinggi daripada keluli tradisional, sesuai untuk acuan ketepatan dalam bidang perubatan, optik dan lain-lain.
4. Aloi-haba (ultra-aplikasi suhu tinggi)
|
bahan |
Suhu perkhidmatan maksimum |
Mekanisme pengekalan bijirin halus |
|
Inconel 718 |
1100 darjah |
Pengukuhan penyebaran fasa (Ni₃Al), menghalang penghijrahan sempadan bijian |
|
Haynes 230 |
1150 darjah |
Pengukuhan larutan pepejal + pemendakan karbida, rintangan rayapan yang sangat baik |
|
Stellite 6 |
1000 darjah |
Sokongan rangkaian karbida, kestabilan struktur mikro yang kuat |
Nota: Kos tinggi, sukar diproses, biasanya digunakan untuk penggantian separa komponen kritikal.
5. Komposit Matriks Seramik (Arah Depan)
SiC/SiC, Al₂O₃/ZrO₂: Komposit ini tidak mempunyai struktur butiran logam, boleh menahan suhu melebihi 1400 darjah, dan hampir tiada ubah bentuk haba.
Aplikasi: Digunakan sebagai-bahagian tahan haus seperti pelapik muncung dan pembahagi aliran, digabungkan dengan matriks logam.
Aliran: Berkembang daripada aeroangkasa kepada pembuatan acuan-tinggi, mewakili arah pembangunan masa hadapan.
