סריגי גביש ומבנה המבנה

מתכות הן גבישיות. כלומר: האטומים שלהן לא מפוזרים באקראי, אלא יושבים בתבנית קבועה וחוזרת על עצמה — סריג הגביש. היחידה הקטנה ביותר של התבנית הזו נקראת תא יסודי, ומהם יש במתכות בעיקר שלושה סוגים.

קובי ממורכז גוף (krz): אטום בכל פינה של הקובייה ועוד אחד במרכז. את הסריג הזה יש לברזל בטמפרטורת החדר — כפריט↗. הוא ארוז בצפיפות, אבל אפשרויות ההחלקה של האטומים מוגבלות.

קובי ממורכז פאות (kfz): אטומים בפינות ועוד אחד במרכז כל פאה. בסריג הזה נמצא ברזל בין 911 °C ל-1392 °C — כאוסטניט↗. סריג ה-kfz "אוורירי" יותר ומאפשר עיוות הרבה יותר טוב; במקביל, בחללים שלו מתמוססים הרבה יותר אטומי פחמן↗.

אריזה כדורית משושה צפופה ביותר (hdp): באבץ, מגנזיום וטיטניום בטמפרטורת החדר. לסריג הזה יש רק מעט מישורי החלקה — לכן המתכות האלה פחות ניתנות לעיוות קר.

הנקודה המכרעת בשבילך כשלחם: ברזל מחליף את הסריג שלו בחימום ובקירור. ב-911 °C סריג ה-krz מתהפך לסריג ה-kfz — פריט↗ הופך לאוסטניט↗. בקירור קורה אותו דבר בכיוון ההפוך. החלפת הסריג הזו היא הסיבה לכל מה שקורה בהקשיה בריתוך↗:

• אם האוסטניט↗ מתקרר לאט, לאטומי הפחמן יש זמן לצאת מסריג ה-kfz — נוצר פריט↗/פרליט↗ רך.

• אם הוא מתקרר במהירות הבזק, אטומי הפחמן נלכדים ומעוותים את הסריג בכוח — נוצר מרטנזיט↗ קשה.

אבל חתיכת מתכת אמיתית היא לא גביש יחיד, אלא מורכבת ממיליוני גבישון↗ זעירים (גרעינים) שנוגעים זה בזה בגבולות שלהם. גודל הגרעין קובע את התכונות: גרעין עדין = חזק וקשיח יותר, גרעין גס = רך ופריך יותר. בריתוך↗ הגרעין גדל באזור מושפע חום↗ — לכן אזור הגרעין הגס שליד התפר הוא נקודת התורפה.

גם פגמי סריג הם חלק מהחיים. אטום חסר (חלל ריק), אטום זר שנכנס, או נקע (הזזה מובנית בסריג) קובעים איך המתכת מתעוותת ומתחזקת. התקשות מעוות↗ בעצם אומרת: אתה יוצר כל כך הרבה נקעים שהם חוסמים זה את זה.