Segregacja kryształów
Różnice stężeń pierwiastków stopowych w obrębie pojedynczych ziaren w skali mikrometra. Powstaje, ponieważ metal krzepnący jako pierwszy jest czystszy niż pozostała ciecz resztkowa.
Fizykochemiczny mechanizm działania
Podczas krzepnięcia ciekłego jeziorka spawalniczego krystality (dendryty) rosną od zewnątrz do wewnątrz. Faza stała pochłania mniej pierwiastków stopowych niż pozostały stop. Nadmiarowe pierwiastki są wypychane przed front krzepnięcia. W ten sposób w rdzeniu ziarna powstają inne stężenia niż na granicach ziaren. Szczególnie siarka, fosfor, węgiel i mangan gromadzą się w obszarach krzepnących na końcu.
Znaczenie metalurgiczne i ryzyka podczas spawania
Wzbogacone strefy mają niższą temperaturę topnienia niż rdzeń ziarna. Podczas chłodzenia tworzą się cienkie warstewki cieczy między krystalitemi. Pod wpływem naprężeń skurczowych warstewki te pękają – powstają pęknięcia gorące (pęknięcia krzepnięcia). Nierównomierny rozkład pogarsza również odporność na korozję i ciągliwość. W austenitycznych stalach Cr-Ni może dojść do zubożenia w chrom na granicach ziaren, co osłabia warstwę pasywną.
Praktyka warsztatowa i instrukcje postępowania
Utrzymuj niską energię liniową, aby zwiększyć szybkość krzepnięcia i skrócić czas segregacji. Wybieraj materiały dodatkowe z niską zawartością siarki i fosforu (S + P < 0,025 %). Przy stali wysokostopowych pomaga zawartość ferrytu 3–10 % w spoinie, ponieważ ferryt rozpuszcza więcej siarki i fosforu. Unikaj szerokich ściegów i utrzymuj temperaturę międzyściegową w austenitach poniżej 150 °C. W przypadku podejrzenia segregacji: zmierz zawartość ferrytu lub przeprowadź przesycanie.