1. Phasenumwandlung und präzipitierte Phasenverfeinerung
Bei der Hochdruckalterung (1–5 GPa) scheidet das austenitische Gefüge des verschleißfesten Hochmanganstahls eine große Anzahl feiner Karbide (60–100 nm breit) aus, begleitet von der Bildung von ε-Martensit. Diese feinen Karbide sind gleichmäßig verteilt und verbessern die Härte und Verschleißfestigkeit erheblich verschleißfeste Gussteile .

2. Variation der Korngröße mit der Wandstärke
Studien an Ni₃Al-basierten Superlegierungen zeigen, dass eine erhöhte Wandstärke zu einer Kornvergröberung, einer Zunahme nichtmetallischer Einschlüsse und einer Mikrostruktur führt, die sich von gleichmäßigen feinen Körnern in grobe Körner und lokale Entmischungen umwandelt. Bei den von unserem Unternehmen hergestellten Ofenrollen und Strahlrohren sorgt eine Wandstärke, die unter 3 mm liegt, für eine feine und gleichmäßige γ-Phasenstruktur und gewährleistet so die Hochtemperaturfestigkeit.

3. Versetzungsdichte und spannungsinduzierte Phasenumwandlung
Unter Bedingungen hoher Temperatur und hohem Druck nimmt die Versetzungsdichte deutlich zu, wodurch mehr Keimbildungsstellen für die Karbidausscheidung entstehen. Aus der Literatur geht hervor, dass je höher der Druck ist, desto mehr versetzungsfördernde Karbide gebildet werden, der Anstieg verlangsamt sich jedoch nach mehr als 3 GPa. Dies erklärt das experimentelle Ergebnis, dass die Materialhärte nach der Behandlung bei 3 GPa um etwa 12 % zunahm.

4. Homogenisierung der Mikrostruktur nach der Wärmebehandlung
Durch Warmwalzen mit anschließender Hochtemperaturalterung können Festigungsphasen wie TiC und NbC verfeinert und homogenisiert werden, wodurch die Schlagzähigkeit und Plastizität von verschleißfestem Stahl deutlich verbessert wird. Das Unternehmen fügte dem Wärmebehandlungsprozess eine Vorwärmstufe von 10 % hinzu, wodurch die Homogenisierung der Mikrostruktur um 30 % und die Aufprallenergie von 11 J auf 24 J erhöht wurde.