Kristalne mreže in zgradba strukture
Kubično prostorsko centrirana, kubično ploskovno centrirana, heksagonalna — in zakaj je to pomembno
AI generated Kovine ne strjujejo kaotično, ampak v pravilnih kristalnih mrežah. Železo pri segrevanju menja svojo mrežo — prav ta sprememba je vzrok za , in . Kdor pozna tipe mrež, razume najpomembnejše pretvorbe v metalurgiji jekla.
Kovine so kristalinične. To pomeni: njihovi atomi niso naključno razporejeni, ampak sedijo v pravilnem, ponavljajočem se vzorcu — kristalni mreži. Najmanjši gradnik tega vzorca se imenuje osnovna celica, pri kovinah pa obstajajo predvsem tri vrste.
Prostorsko centrirana kubična (PCK): En atom v vsakem kotu kocke plus eden v sredini. To mrežo ima železo pri sobni temperaturi — kot . Je gosto zložena, vendar so možnosti drsenja atomov omejene.
Ploskovno centrirana kubična (PCK): Atomi v kotih plus eden v sredini vsake ploskve. V tej mreži je železo med 911 °C in 1392 °C — kot . PCK mreža je „bolj zračna“ in se veliko bolje preoblikuje; hkrati se v njenih vrzelih raztopi bistveno več atomov .
Heksagonalna gosto zložena struktura (HGP): Pri cinku, magneziju in titanu pri sobni temperaturi. Ta mreža ima le malo drsnih ravnin — zato so te kovine slabše hladno preoblikovalne.
Ključna stvar zate kot varilca: Železo med segrevanjem in ohlajanjem spreminja svojo mrežo. Pri 911 °C se PCK mreža spremeni v PCK mrežo — postane . Pri ohlajanju se zgodi isto v nasprotni smeri. Ta prehod mreže je vzrok za vse, kar se pri zgodi s kaljenjem:
• Če se ohlaja počasi, imajo atomi ogljika čas, da zapustijo PCK mrežo — nastane mehak /.
• Če se ohlaja bliskovito, ostanejo atomi ogljika ujeti in na silo napenjajo mrežo — nastane trd .
Realni kos kovine pa ni monokristal, ampak je sestavljen iz milijonov drobnih (zrn), ki se na svojih mejah stikajo. Velikost zrn določa lastnosti: fino zrno = trdnejše in žilavejše, grobo zrno = mehkejše in bolj krhko. Pri zrno v raste — zato je cona grobega zrna ob zvaru šibka točka.
Tudi napake v mreži so del vsakdanjika. Manjkajoči atom (praznina), vgrajen tuji atom ali dislokacija (vgrajen premik v mreži) določajo, kako se kovina preoblikuje in utrjuje. v bistvu pomeni: ustvariš toliko dislokacij, da se medsebojno blokirajo.