Segregace při tuhnutí
Segregace při tuhnutí je proces, při kterém některé kovy nebo slitiny v kapalném stavu krystalizují rychleji na pevné krystaly než jiné. To vede k nestejné velikosti zrn a může vést k pórovitosti a ztrátě houževnatosti.
Fyzikálně-chemický mechanismus účinku
Krystalizační segregace nastává, když v tekuté lázni určité prvky nebo slitiny krystalizují na pevné krystaly rychleji než jiné. To je často způsobeno rozdílnou rozpustností prvků v kapalném a pevném stavu. Například některé prvky se v kapalině mohou silně uspořádávat na určitých krystalových plochách, což zvyšuje přitažlivost pro nová atomová jádra a zvyšuje rychlost růstu krystalů.
Metalurgický význam a rizika při svařování
Krystalizační segregace může vést k nestejné velikosti zrn a nepravidelné struktuře, což má za následek pórovitost a ztrátu houževnatosti svarové lázně. Tyto póry mohou výrazně ovlivnit mechanickou pevnost svaru a vést k trhlinám nebo horkým trhlinám. Kromě toho může nestejná rychlost růstu krystalů způsobit pnutí ve struktuře, což zvyšuje riziko lomu.
Praxe v dílně a pokyny
Pro minimalizaci krystalizační segregace je důležité řídit proces tavení tak, aby všechny prvky krystalizovaly současně a rovnoměrně. Toho lze dosáhnout volbou správné svařovací slitiny, správnou kontrolou teploty a použitím vhodných deoxidačních činidel. Příkladem je použití křemíku jako deoxidačního činidla, které váže kyslík a zároveň reguluje rychlost růstu krystalů. Je také důležité zajistit, aby proces tavení byl dostatečně pomalý pro homogenní krystalizaci, ale ne tak pomalý, aby docházelo k pórovitosti.