Homogene kiemvorming
Homogene kiemvorming beskryf die spontane vorming van kristalkieme direk in 'n suiwer smelt sonder enige vreemde oppervlak. Daarvoor moet die smelt sterk onderkoel, dikwels 100 tot 300 Kelvin onder die smeltpunt. In die sweispraktyk kom hierdie geval skaars voor, omdat die smeltbad altyd genoeg vreemde kieme vir die gewone heterogene kiemvorming (aan vreemde oppervlakke) lewer.
Fisies-chemiese werkingsmeganisme
In 'n homogene smelt beweeg die atome ongeordend. By afkoeling vorm daar toevallig klein atoomgroepe wat die kristalstruktuur bepaal. Hierdie groepe val meestal dadelik weer uitmekaar, want hul oppervlak kos energie. Net as die smelt sterk onderverkoel is, groei sommige van hierdie kieme verder. Die nodige onderverkoeling lê dikwels 100 tot 300 Kelvin onder die smeltpunt. Homogene kiemvorming het dus 'n hoë energieversperring nodig en gebeur net in baie suiwer, partikelvrye smeltstowwe.
Metallurgiese relevansie & risiko's by sweis
In die sweisbad is daar altyd vreemde oppervlakke: die naatflanke, oksiedvelle, sweispulverreste, legeringselemente. Op hierdie oppervlakke vorm kristalkieme baie makliker, want die grensvlakenergie daal. Daarom verloop die stolling byna altyd heterogeen. Homogene kiemvorming kom net voor by uiters skoon smeltstowwe, byvoorbeeld by spesiale sweiswerk in 'n vakuum. Risiko: As homogene kiemvorming tog plaasvind, stol die bad eensklaps ná sterk onderverkoeling. Gasse wat voorheen opgelos was, kan nie meer ontsnap nie en vorm porieë. Boonop ontstaan hoë eiespanninge deur die skielike volumeprong.
Werkswinkelpraktyk & optree-instruksies
Die praktisyn kan homogene kiemvorming nie direk beïnvloed nie, maar hy kan dit onwaarskynlik maak. Daarvoor sorg hy vir baie vreemde kieme in die smeltbad: entmiddels soos titaan of aluminium bylegeer, sweistoevoegmateriaal met fyn verdeelde oksiede of karbiede gebruik. Hierdie deeltjies dien as kieme en begin die kristallisasie al by geringe onderverkoeling. So ontstaan 'n fynkorrelrige, taai struktuur sonder poreusheid. Hou die smeltbad nie onnodig lank vloeibaar nie en vermy te hoë suiwerheid van die materiale as daar nie 'n spesiale toepassing agter sit nie.