Lydalo kietėjimas
Kaip iš skystos suvirinimo vonios susidaro tvirta, kryptinė siūlė
AI generated Suvirinimo vona yra skystas metalas, kuris sustingsta per sekundės dalis. Tuo metu kristalai auga nuo siūlės šlaito link vidurio, susidaro , ir būtent čia atsiranda kietėjimo ir karštieji įtrūkimai. Kas supranta kietėjimą, žino, kodėl siūlės vidurys yra silpnoji vieta — ir kaip jos išvengti.
Suvirinant , išlydo pagrindinį ir į skystą suvirinimo vonią. Tai, kas vyksta toliau, lemia siūlės kokybę: lydalas sukietėja per sekundės dalis, ir ne bet kaip, o pagal griežtas metalurgijos taisykles.
Kietėjimas visada prasideda šalčiausioje vietoje — tai siūlės šlaitas, t. y. sąlytis su dar kietu . Čia, lydymosi linijoje, susidaro pirmieji branduoliai. Kadangi šiluma nuteka į išorę, kristalai auga nuo abiejų šlaitų statmenai lydymosi linijai siūlės vidurio link. Susidaro ilgi, stulpeliški kristalai — . Siūlės viduryje abu augimo frontai susitinka.
Būtent ši vieta yra Achilo kulnas. Susidūrus augantiems kristalams, paskutiniai nešvarumai ir žemos lydymosi temperatūros sudedamosios dalys stumiami priešais juos — jos kaupiasi viduryje kaip . Ši vidurinė likvidacija yra klasikinė ir zona, nes ten susikaupia kenksmingi elementai, tokie kaip siera ir fosforas, o siūlė traukiantis patiria tempimo įtempius.
Antroji problema yra — temperatūrų sritis tarp kietėjimo pradžios ir pabaigos. Gryni metalai ir eutektikai kietėja esant pastoviai temperatūrai, lydiniai — per tam tikrą sritį. Kuo platesnis šis intervalas, tuo labiau susidaro tirštas pereinamasis būvis, kuriame gali atsirasti įtrūkių. Todėl kai kurie plienai (su dideliu sieros/fosforo kiekiu) yra ypač linkę įtrūkti.
Tu turi du svertus prieš . Pirma, sudėtis: papildomasis metalas su šiek tiek (nerūdijančiuose plienuose) arba švarūs, mažai sieros turintys papildomieji metalai išlaiko nekenksmingą. Antra, geometrija: per gili, siaura suvirinimo vonia (didelis įsiskverbimo santykis) verčia kristalus augti tiesiai vienam į kitą ir visus nešvarumus suspausti į vidurį. Platesnė vonia arba elektrodo siūbavimas paskirsto kietėjimo frontą ir sušvelnina vidurį.
Taip pat gretimoje priklauso nuo kietėjimo: suvirinimo vonia išskiria tiek daug šilumos, kad šalia esantis stambėja. Stambūs grūdeliai yra minkštesni ir labiau linkę įtrūkti — dar viena priežastis kontroliuoti šilumos įvedimą.