Упрочняване по границите на зърната
Упрочняването по границите на зърната повишава механичната якост чрез намаляване на размера на зърната в металите. Границите на зърната действат като препятствия за движението на дислокациите на атомите, което увеличава якостта.
Физико-химичен механизъм на действие
Упрочняването по границите на зърната се основава на факта, че по-малките зърна в металите имат повече граници на зърната. Тези граници действат като непреодолими препятствия за движението на дислокациите на атомите вътре в кристала. Колкото повече граници на зърната има, толкова по-трудно е атомите да се движат, което увеличава механичната якост.
Металургична значимост и рискове при заваряване
Твърде големият размер на зърната може да доведе до по-ниска якост и увеличава риска от пукнатини и деформации. При заваръчния шев е важно размерът на зърната в структурата да се поддържа възможно най-малък, за да се осигури висока жилавост. Твърде бързото охлаждане обаче може да доведе до неравномерен размер на зърната и да уголеми структурата.
Практика в цеха и указания за действие
За да се максимизира упрочняването по границите на зърната, при заваръчния шев трябва да се осигури контролирано охлаждане. Това може да се постигне чрез използване на охлаждаща вода или специални охлаждащи среди. Скоростта на охлаждане трябва да се настрои така, че структурата да се охлажда равномерно и фино. Твърде бързото охлаждане (например при време на охлаждане t8/5 < 5 s) може да доведе до неравномерен размер на зърната и опасна мартензитна структура, докато твърде бавното охлаждане (t8/5 > 25 s) уголемява структурата и намалява жилавостта.