Градиент концентрации
Градиенты концентрации — это локальные изменения доли легирующих элементов в материале. Они возникают во время процессов диффузии и влияют на фазовое превращение.
Физико-химический механизм действия
Градиенты концентрации возникают из-за неравномерного обмена атомами или ионами между различными участками материала. Этот обмен происходит за счёт диффузии, при которой атомы или ионы перемещаются из областей с высокой концентрацией в области с низкой концентрацией.
Металлургическая значимость и риски при сварке
Градиенты концентрации могут приводить к локальным напряжениям и трещинам, особенно если они возникают во время фазового превращения. Эти напряжения возникают из-за различного расширения разных фаз в материале. В сварном шве это может привести к горячим трещинам или цинковым включениям, особенно при высоких температурах и длительном времени охлаждения.
Практика в мастерской и указания к действию
Чтобы свести градиенты концентрации к минимуму, важно контролировать скорость охлаждения сварного шва. Слишком быстрое охлаждение может привести к стекловидно-твёрдому фазовому превращению и трещинам (t8/5 < 5 s). Слишком медленное охлаждение может привести к укрупнению структуры и цинковым включениям (t8/5 > 25 s). Для ответственных деталей целесообразно применять непрерывное охлаждение струёй воды или аналогичным способом.