Erstarrungsfront-Instabilität
Die Instabilität der Erstarrungsfront führt zum Aufbrechen einer glatten Phasengrenzfläche in zelluläre oder dendritische Strukturen. Dies geschieht durch thermische und chemische Gradienten in der unterkühlten Schmelze.
Physikalisch-chemischer Wirkmechanismus
Die Erstarrungsfront-Instabilität tritt auf, wenn die unterkühlte Schmelze thermische und chemische Gradienten enthält. Diese Gradienten verursachen ungleiche Spannungen an der Phasengrenzfläche, was zu einer Instabilität führt. Die Fläche beginnt sich in zelluläre oder dendritische Strukturen aufzubrechen.
Metallurgische Relevanz & Risiken beim Schweißen
Die Instabilität kann zu ungleichen Spannungen und Rissen in der Schweißnaht führen. Es entstehen Poren und eine feinere Körnung, was die Zähigkeit des Materials beeinträchtigt. In extremen Fällen kann dies zu Heißrissen oder Verschmelzungen im Werkstück führen.
Werkstattpraxis & Handlungsanweisungen
Um die Instabilität der Erstarrungsfront zu minimieren, ist es wichtig, eine gleichmäßige Kühlung des Schmelzbares sicherzustellen. Dies kann durch eine optimale Geschwindigkeit der Kühlung und die Verwendung von Kühlwasser mit einem passenden pH-Wert erreicht werden. Bei schweren Metallen wie Stahl oder Nikkel ist eine kontrollierte Kühlung besonders wichtig, um Porenbildung zu vermeiden.