Tuhnutí taveniny — Nauka o materiálech

Při taví základní a do tekuté tavné lázně. Co se pak stane, rozhoduje o kvalitě svaru: tavenina tuhne ve zlomcích sekundy, a to ne ledajak, ale podle pevných metalurgických pravidel.

Tuhnutí vždy začíná na nejchladnějším místě – to je hrana svaru, tedy kontakt s dosud pevným . Zde, na linii tavení, vznikají první zárodky. Protože teplo odtéká ven, rostou krystaly od obou hran kolmo k linii tavení směrem ke středu svaru. Vznikají dlouhé, sloupcovité krystaly – . Ve středu svaru se obě růstové fronty setkají.

Právě toto místo je Achillovou patou. Při setkání rostoucí krystaly před sebou tlačí poslední nečistoty a nízkotavitelné složky – hromadí se uprostřed jako . Tato středová segregace je klasickou zónou pro a , protože se tam koncentrují škodlivé prvky jako síra a fosfor a svar je při smršťování pod tahovým napětím.

Druhým problémem je – teplotní rozsah mezi začátkem a koncem tuhnutí. Čisté kovy a eutektika tuhnou při konstantní teplotě, slitiny přes rozsah. Čím širší je tento interval, tím spíše vzniká kašovitý přechodový stav, ve kterém mohou vznikat trhliny. Proto jsou některé oceli (s vysokým obsahem síry/fosforu) obzvláště náchylné k trhlinám.

Máš dvě páky proti . Za prvé složení: přídavný materiál s trochou (u nerezových ocelí) nebo čistými, nízkosirnými přídavky udržuje neškodnou. Za druhé geometrie: příliš hluboká, úzká tavná lázeň (hluboký poměr závaru) nutí krystaly růst přímo proti sobě a tlačí všechny nečistoty do středu. Širší lázeň nebo kývání rozdělí frontu tuhnutí a zneškodní střed.

Také v navazující závisí na tuhnutí: tavná lázeň vydává tolik tepla, že vedle ní zhrubne. Hrubá zrna jsou měkčí a náchylnější k trhlinám – další důvod, proč mít tepelný příkon pod kontrolou.