การแยกตัวขณะแข็งตัว

กลไกทางกายภาพ-เคมี

การแยกตัวขณะแข็งตัวเกิดขึ้นเมื่อในบ่อหลอมเหลวโลหะ ธาตุหรือโลหะผสมบางชนิดตกผลึกเป็นผลึกแข็งได้เร็วกว่าชนิดอื่น มักเกิดจากความสามารถในการละลายที่แตกต่างกันของธาตุในสถานะของเหลวและของแข็ง ตัวอย่างเช่น ธาตุบางชนิดในของเหลวอาจเรียงตัวมากที่ด้านผลึกบางด้าน ซึ่งเพิ่มแรงดึงดูดสำหรับนิวเคลียสอะตอมใหม่และเพิ่มอัตราการเติบโตของผลึก

ความสำคัญทางโลหะวิทยาและความเสี่ยงในการเชื่อม

การแยกตัวขณะแข็งตัวอาจทำให้ขนาดผลึกไม่สม่ำเสมอและโครงสร้างจุลภาคไม่เป็นระเบียบ ซึ่งนำไปสู่รูพรุนและการสูญเสียความเหนียวในบ่อเชื่อม รูพรุนเหล่านี้อาจลดความแข็งแรงทางกลของแนวเชื่อมอย่างมากและนำไปสู่รอยแตกหรือรอยแตกขณะร้อน นอกจากนี้ อัตราการเติบโตของผลึกที่ไม่สม่ำเสมออาจทำให้เกิดความเค้นในโครงสร้างจุลภาค ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงต่อการแตกหัก

การปฏิบัติในโรงงานและคำแนะนำในการดำเนินการ

เพื่อลดการแยกตัวขณะแข็งตัว สิ่งสำคัญคือควบคุมกระบวนการหลอมให้ธาตุทั้งหมดตกผลึกพร้อมกันและสม่ำเสมอ ซึ่งทำได้โดยการเลือกโลหะผสมเชื่อมที่เหมาะสม การควบคุมอุณหภูมิที่ถูกต้อง และการใช้สารกำจัดออกซิเดชันที่เหมาะสม ตัวอย่างคือการใช้ซิลิคอนเป็นสารกำจัดออกซิเดชัน ซึ่งจับออกซิเจนและควบคุมอัตราการเติบโตของผลึกไปพร้อมกัน สิ่งสำคัญอีกประการคือต้องแน่ใจว่ากระบวนการหลอมช้าเพียงพอที่จะให้ผลึกก่อตัวเป็นเนื้อเดียวกัน แต่ไม่ช้าจนเกิดรูพรุน