Jaké změny nastávají v mikrostruktuře odlitků odolných proti opotřebení za podmínek vysoké teploty a vysokého tlaku?

1. Fázová transformace a zjemnění precipitované fáze
Při vysokotlakém stárnutí (1–5 GPa) austenitická struktura otěruvzdorné oceli s vysokým obsahem manganu precipituje velké množství jemných karbidů (šířky 60–100 nm), doprovázených tvorbou ε-martenzitu. Tyto jemné karbidy jsou rovnoměrně distribuovány, což výrazně zlepšuje tvrdost a odolnost proti opotřebení odlitky odolné proti opotřebení .

2. Variace velikosti zrna s tloušťkou stěny
Studie superslitin na bázi Ni3Al ukazují, že zvýšená tloušťka stěny vede k hrubnutí zrna, většímu množství nekovových vměstků a mikrostruktuře, která přechází z stejnoměrných jemných zrn na hrubá zrna a k lokalizované segregaci. U pecních válců a sálavých trubek vyráběných naší společností udržuje tloušťka stěny kontrolovaná pod 3 mm jemnou a rovnoměrnou strukturu γ-fáze, která zajišťuje pevnost při vysokých teplotách.

3. Hustota dislokací a fázové transformace indukované stresem
Za podmínek vysoké teploty a vysokého tlaku se hustota dislokací výrazně zvyšuje, což poskytuje více nukleačních míst pro precipitaci karbidů. Literatura uvádí, že čím větší tlak, tím více karbidů podporovaných dislokací vzniká, ale nárůst se zpomaluje po překročení 3 GPa. To vysvětluje experimentální výsledek, že tvrdost materiálu se po zpracování při 3 GPa zvýšila přibližně o 12 %.

4. Homogenizace mikrostruktury po tepelném zpracování
Válcování za tepla následované vysokoteplotním stárnutím může zjemnit a homogenizovat zpevňovací fáze, jako je TiC a NbC, čímž se výrazně zlepší rázová houževnatost a plasticita oceli odolné proti opotřebení. Společnost přidala k procesu tepelného zpracování 10% předehřívací stupeň, čímž zvýšila homogenizaci mikrostruktury o 30 % a energii nárazu z 11 J na 24 J.