Sieć krystaliczna i struktura
Regularna przestrzennie centrowana, regularna ściennie centrowana, heksagonalna — i dlaczego to ważne
AI generated Metale nie krzepną chaotycznie, lecz w regularnych sieciach krystalicznych. Żelazo zmienia swoją sieć przy nagrzewaniu — właśnie ta zmiana jest przyczyną , i . Kto zna typy sieci, rozumie najważniejsze przemiany metalurgii stali.
Metale są krystaliczne. To znaczy: ich atomy nie są rozmieszczone przypadkowo, lecz siedzą w regularnym, powtarzającym się wzorze — sieci krystalicznej. Najmniejszy element tego wzoru nazywa się komórką elementarną, a w metalach występują przede wszystkim trzy jej typy.
Regularna przestrzennie centrowana (RPC): Atom w każdym narożniku sześcianu plus jeden w środku. Tę sieć ma żelazo w temperaturze pokojowej — jako . Jest gęsto upakowana, ale możliwości poślizgu atomów są ograniczone.
Regularna ściennie centrowana (RSC): Atomy w narożnikach plus jeden w środku każdej ściany. W tej sieci żelazo występuje między 911 °C a 1392 °C — jako . Sieć RSC jest „luźniejsza” i znacznie łatwiej się odkształca; jednocześnie w jej lukach rozpuszcza się znacznie więcej atomów .
Heksagonalna sieć o najgęstszym upakowaniu (HNU): W cynku, magnezie i tytanie w temperaturze pokojowej. Ta sieć ma tylko kilka płaszczyzn poślizgu — dlatego te metale są trudniej odkształcalne na zimno.
Najważniejsza rzecz dla ciebie jako spawacza: Żelazo zmienia swoją sieć podczas nagrzewania i chłodzenia. Przy 911 °C sieć RPC przekształca się w sieć RSC — staje się . Podczas chłodzenia dzieje się to samo w odwrotną stronę. Ta przemiana sieci jest przyczyną wszystkiego, co dzieje się podczas z hartowaniem:
• Jeśli chłodzi się powoli, atomy węgla mają czas opuścić sieć RSC — powstaje miękki /.
• Jeśli chłodzi się błyskawicznie, atomy węgla zostają uwięzione i gwałtownie naprężają sieć — powstaje twardy .
Jednak rzeczywisty kawałek metalu nie jest monokryształem, lecz składa się z milionów drobnych (ziaren), które stykają się na swoich granicach. Wielkość ziarna decyduje o właściwościach: drobne ziarno = mocniejszy i bardziej ciągliwy, grube ziarno = bardziej miękki i kruchy. Podczas ziarno rośnie w — dlatego strefa grubego ziarna obok spoiny jest słabym punktem.
Również defekty sieci są codziennością. Brakujący atom (wakancja), wbudowany atom obcy lub dyslokacja (wbudowane przesunięcie w sieci) decydują o tym, jak metal się odkształca i umacnia. w istocie oznacza: tworzysz tak wiele dyslokacji, że blokują się nawzajem.