Kristallgitter & strukturuppbyggnad
Rymdcentrerad kubisk, ytcentrerad kubisk, hexagonal — och varför det är viktigt
AI generated Metaller stelnar inte kaotiskt, utan i regelbundna kristallgitter. Järn byter gitter vid uppvärmning — just detta byte är orsaken till , och . Den som känner till gittertyperna förstår de viktigaste omvandlingarna i stålmetallurgin.
Metaller är kristallina. Det betyder: deras atomer är inte slumpmässigt fördelade, utan sitter i ett regelbundet, upprepande mönster — kristallgittret. Den minsta byggstenen i detta mönster kallas enhetscell, och det finns framför allt tre typer hos metaller.
Rymdcentrerad kubisk (krz): En atom i varje hörn av kuben plus en i mitten. Detta gitter har järn vid rumstemperatur — som . Det är tätt packat, men atomernas glidmöjligheter är begränsade.
Ytcentrerad kubisk (kfz): Atomer i hörnen plus en i mitten av varje yta. I detta gitter finns järn mellan 911 °C och 1392 °C — som . Det kfz-gittret är "luftigare" och låter sig formas mycket bättre; samtidigt löser sig betydligt fler atomer i dess hålrum.
Hexagonal tätpackad (hdp): Hos zink, magnesium och titan vid rumstemperatur. Detta gitter har få glidplan — därför är dessa metaller svårare att kallforma.
Den avgörande punkten för dig som svetsare: Järn byter gitter vid uppvärmning och avkylning. Vid 911 °C slår krz-gittret om till kfz-gitter — blir . Vid avkylning sker samma sak baklänges. Detta gitterbyte är orsaken till allt som händer med härdning vid :
• Kyls långsamt av, hinner kolatomerna lämna kfz-gittret — det bildas mjuk /.
• Kyls den blixtsnabbt av, blir kolatomerna kvar och spänner gittret med våld — det bildas hård .
En verklig metallbit är dock ingen enkristall, utan består av miljontals små (korn) som stöter mot varandra vid sina gränser. Kornstorleken bestämmer egenskaperna: Fint korn = fastare och segare, grovt korn = mjukare och sprödare. Vid växer kornet i — därför är grovkornszonen bredvid svetsfogen den svaga punkten.
Även gitterfel hör till vardagen. En saknad atom (vakans), en inlagrad främmande atom eller en dislokation (en inbyggd förskjutning i gittret) bestämmer hur metallen deformeras och hårdnar. betyder i grunden: du skapar så många dislokationer att de blockerar varandra.