合金の耐熱性への影響
粒径がクリープ耐性に及ぼす影響
粗粒鋼は、細粒の熱間圧延鋼よりも高いクリープ耐性を示しました。高温は合金の再結晶を促進します。粗粒構造の鋼は、優れたクリープ耐性を持っています。同様の結果が、粗粒の20Х23н18クロムニッケル鋼のテストでも示されました。この鋼は高温強度が高いですが、延性は低いです。耐熱鋼と合金のセグメントでは、会社「Auremo」が有利なサプライヤーです。
粒径が耐高温性に及ぼす影響
低温および室温条件下では、細粒合金の強度特性は非常に高いです。温度の上昇とともに、粗粒合金はより良い耐高温性を示しますが、十分な延性を持ちません。この状況は、オーステナイト系およびフェライト系合金にも適用されます。
不純物が耐高温性に及ぼす影響
小さな割合のS, Pb, Bi, Sn, Sbが、耐高温性特性を著しく低下させることが確認されています。ニッケルクロムチタン合金75-20-2.5 Tiに0.7% Alが含まれる場合、微量の鉛の存在は、合金の耐高温性を大幅に減少させます。合金が凝固する際、溶けない低融点の不純物が境界エリアに集まり、鋳造合金の品質に大きな影響を及ぼします。温度が上昇するにつれて、変形可能な材料の強度は低下します。しかし、特定の元素（タングステン、モリブデン、ニオブ、ボロン）が小量で添加されることによって、境界層の強度が増加します。また、拡散後や新しい相の形成によって、境界層での元素の濃度変化が考慮されるべきであり、それが耐高温性の喪失や延性の低下につながります。粒径の違いは、粒界でのクロム炭化物の析出や鋼の粒間腐食傾向に影響を与えます。同様の変化が、他の元素の粒界の固溶体濃度にも見られます。
析出強化
このプロセスは、カーバイドや金属間化合物相の形成と直接関連しており、粒径に依存します。オーステナイト鋼の細粒構造では、このプロセスは非常に活発に進行します。塑性変形と高温の同時作用が、析出強化を促進します。
粒径の不均一性
高合金耐熱鋼の特性は、材料の粒径が不均一な場合、大幅に低下します。熱間圧力変形を受けた製品で、このような異なる粒径の結晶が同時に存在する場合があります。不均一な冷却によって、粗粒構造が形成されます。均一な構造のサンプルは、異なる粒径の構造を持つサンプルよりも高い耐高温性を示します。例えば、温度700°C、応力36 kG/mm2の条件下で、均一構造のZS437合金は72時間で破壊しますが、不均一構造を持つ材料は6～30時間で破壊します。スタンプ加工の正確な方法を守ることで、部品の不均一性を防ぐことができます。不均一性は、特性の一貫性の欠如と耐高温性の低下につながります。
亀裂
多くのサンプルでは、粒界内に小さな亀裂が見られます。粗粒のゾーンでは、亀裂が頻繁に発生します。研究により、亀裂はサンプルの破壊よりずっと前に発生することが明らかになりました。最初の亀裂が生じた後、700～800°Cの温度と36/15 kG/mm2の応力下で、材料の耐久性は大幅に失われます。最初に金属表面に浅い亀裂が生成されます。通常、破壊の場所は最初の亀裂の場所とは一致しません。
ガス環境
合金中の亀裂の生成は、ガス環境の影響の結果である可能性が提案されました。この仮説を検証するために、10 µmのニッケル層で表面を保護しました。サンプルのニッケルメッキは電解メソッドで行われました。テストの結果、ニッケルで保護されていないサンプルの亀裂と区別がつきませんでした。
合金の加工特性
試験によって確認されたように、加工の清潔さは非常に重要です。局所的な応力集中によって、亀裂が早期に形成されます。マクロおよびミクロ構造は、熱間加工中の変形力の作用下で形成されます。過熱は、構造の粗大化や粒界酸化を引き起こし、最終的に複雑な合金耐熱合金の強度を失わせます。そのため、製造温度を厳守することが必要です。熱間圧力加工中に構造が微細化されます。熱間圧延材料は、細粒構造と緊張状態を持ちます。材料をエイジングさせると、熱衝撃に対する耐性を持つようになりますが、非常に高温では耐高温性を失います。製造の最適化により、耐熱合金を最適な価格で購入できます。
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