การแข็งตัวด้วย solid solution
การแข็งตัวด้วย solid solution เพิ่มความแข็งแรงโดยการนำอะตอมของธาตุผสมเข้าไปอย่างตั้งใจ ซึ่งทำให้โครงสร้างพื้นฐานตึงเครียดและทำให้ dislocation ยากขึ้น นี่เป็นวิธีการพื้นฐานในการเพิ่มความแข็งแรง
กลไกทางฟิสิกส์-เคมี
การแข็งตัวของผลึกผสม (solid solution strengthening) อาศัยการที่อะตอมแปลกปลอมถูกฝังเข้าไปในโลหะซึ่งไม่ใช่ส่วนหนึ่งของโครงผลึกธรรมชาติ อะตอมแปลกปลอมเหล่านี้ทำให้โครงผลึกเกิดความเครียดและขัดขวางการเคลื่อนที่ของดิสโลเคชัน (ข้อบกพร่องในโครงผลึก) ซึ่งนำไปสู่ความแข็งแรงที่เพิ่มขึ้นของวัสดุ
ความสำคัญทางโลหะวิทยาและความเสี่ยงในการเชื่อม
การแข็งตัวของผลึกผสมสามารถเพิ่มความแข็งและความเหนียวให้กับแนวเชื่อม อย่างไรก็ตาม ปริมาณอะตอมแปลกปลอมที่สูงเกินไปอาจนำไปสู่การหลอมละลายที่ไม่ดีหรือการเกิดรอยแตก โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากแนวเชื่อมไม่เย็นตัวลงอย่างถูกต้อง
การปฏิบัติงานในโรงงานและคำแนะนำ
เพื่อใช้ประโยชน์จากการแข็งตัวของผลึกผสม จำเป็นต้องฝังอะตอมผสมเข้าไปในโลหะ ซึ่งสามารถทำได้โดยการหลอมละลายอย่างตั้งใจด้วยสารเติมแต่งหรือผ่านกระบวนการเชื่อมพิเศษ ขั้นตอนการเย็นตัวต้องถูกควบคุมอย่างระมัดระวังเพื่อให้ได้โครงสร้างผลึกและความแข็งแรงที่ต้องการ การเย็นตัวเร็วเกินไปอาจนำไปสู่ martensite ที่แข็งเปราะ ในขณะที่การเย็นตัวช้าเกินไปจะทำให้เกรนหยาบขึ้นและความเหนียวลดลง