კალცინაციის პროცესის დროს, მიკროსკოპული მექანიზმი, რომლითაც „ზედმეტი დაწვა“ იწვევს ნამდვილი სიმკვრივის შემცირებას, ძირითადად დაკავშირებულია მარცვლის საზღვარზე დაჟანგვასთან ან დნობასთან, მარცვლის ანომალიურ ზრდასთან და სტრუქტურულ დაზიანებასთან, რაც ქვემოთ დეტალურად არის გაანალიზებული:
- მარცვლის საზღვარზე დაჟანგვა ან დნობა: მარცვლებს შორის შემაკავშირებელი სიმტკიცის დაკარგვა
დაბალი დნობის ევტექტიკური ფაზების ფორმირება: როდესაც კალცინაციის ტემპერატურა აღემატება მასალაში დაბალი დნობის ევტექტიკების დნობის წერტილს, მარცვლების საზღვრებთან ევტექტიკური სტრუქტურა უპირატესად დნება და წარმოქმნის თხევად ფაზას. მაგალითად, ალუმინის შენადნობებში შეიძლება წარმოიქმნას ხელახლა გამდნარი სფეროები ან სამკუთხა ხელახლა გამდნარი ზონები, ხოლო ნახშირბადოვან ფოლადებში შეიძლება მოხდეს მარცვლების საზღვრების დაჟანგვა ან ლოკალიზებული დნობა.
დამჟანგავი აირების შეღწევა: მაღალ ტემპერატურაზე, დამჟანგავი აირების (მაგალითად, ჟანგბადის) დიფუზია ხდება მარცვლების საზღვრებამდე და რეაგირებს მასალაში არსებულ ელემენტებთან, წარმოქმნის ოქსიდებს. ეს ოქსიდები კიდევ უფრო ასუსტებს მარცვლებს შორის შეერთების სიმტკიცეს, რაც იწვევს მარცვლების გამოყოფას.
სტრუქტურული დაზიანება: მარცვლების საზღვრის დნობის ან დაჟანგვის შემდეგ, მარცვლებს შორის შეერთების სიმტკიცე მნიშვნელოვნად მცირდება, რაც იწვევს მასალაში მიკრობზარების ან ფორების წარმოქმნას. ეს ამცირებს ეფექტურ მასას მოცულობის ერთეულზე, რაც იწვევს ნამდვილი სიმკვრივის შემცირებას. - მარცვლის ანომალიური ზრდა: შინაგანი დეფექტების ზრდა
მარცვლის გაუხეშება გადახურების გამო: ზედმეტად წვას ხშირად თან ახლავს გადახურება, სადაც ზედმეტად მაღალი გაცხელების ტემპერატურა ან ხანგრძლივი შეკავების დრო იწვევს აუსტენიტის მარცვლების სწრაფ ზრდას. მაგალითად, ნახშირბადოვან ფოლადებს შეიძლება განუვითარდეთ ვიდმანშტეტენის სტრუქტურები გადაწვის შემდეგ, ხოლო ხელსაწყოების ფოლადებმა შეიძლება წარმოიქმნას თევზის ძვლის მსგავსი ლედებურიტი.
შიდა დეფექტების ზრდა: უხეშ მარცვლებში შეიძლება მეტი დეფექტი იყოს, როგორიცაა დისლოკაციები და ვაკანსიები, რაც ამცირებს მასალის სიმკვრივეს. გარდა ამისა, მარცვლების ზრდის დროს შეიძლება წარმოიქმნას გაზის ფორები ან მიკრობზარები, რაც კიდევ უფრო ამცირებს მასას მოცულობის ერთეულზე.
ეფექტური მასის შემცირება: მარცვლების ანომალიური ზრდა იწვევს მასალის ფხვიერ შიდა სტრუქტურას, რაც ამცირებს ეფექტურ მასას მოცულობის ერთეულზე და ამით იწვევს ნამდვილი სიმკვრივის შემცირებას. - მიკროსტრუქტურული დაზიანება: მასალის თვისებების გაუარესება
ხელახლა გამდნარი სფეროები და სამკუთხა ხელახლა გამდნარი ზონები: ალუმინის შენადნობებსა და სხვა მასალებში ზედმეტმა წვამ შეიძლება გამოიწვიოს ხელახლა გამდნარი სფეროების ან სამკუთხა ხელახლა გამდნარი ზონების წარმოქმნა მარცვლების საზღვრებზე. ამ რეგიონების არსებობა არღვევს მასალის უწყვეტობას და ზრდის ფორიანობას.
მარცვლის საზღვრების გაფართოება და მიკრობზარები: ზედმეტი დაწვის შემდეგ, მარცვლის საზღვრები შეიძლება გაფართოვდეს დაჟანგვის ან დნობის გამო, რასაც თან ახლავს მიკრობზარების წარმოქმნა. ამ მიკრობზარებს შეუძლიათ შეაღწიონ მასალაში, რაც იწვევს ნამდვილი სიმკვრივის შემცირებას.
თვისებების შეუქცევადობა: ზედმეტი წვით გამოწვეული მიკროსტრუქტურული დაზიანება, როგორც წესი, შეუქცევადია და შემდგომმა თერმულმა დამუშავებამაც კი შეიძლება სრულად ვერ აღადგინოს მასალის თავდაპირველი სიმკვრივე.
მაგალითები და დადასტურება
ალუმინის შენადნობების გადაწვა: როდესაც ალუმინის შენადნობების გათბობის ტემპერატურა აღემატება მათ დაბალი დნობის ევტექტიკურ ტემპერატურას, მარცვლების საზღვრები უხეშდება ან თუნდაც დნება, რაც წარმოქმნის ხელახლა გამდნარ სფეროებს ან სამკუთხა ხელახლა გამდნარ ზონებს. ამ რეგიონების არსებობა მნიშვნელოვნად ამცირებს მასალის ნამდვილ სიმკვრივეს და ამავდროულად იწვევს მექანიკური თვისებების მკვეთრ შემცირებას.
ნახშირბადოვანი ფოლადების ზედმეტად დაწვა: ზედმეტად დაწვის შემდეგ, ნახშირბადოვან ფოლადებს შეუძლიათ მარცვლების საზღვრებთან ისეთი ჩანართების წარმოქმნა, როგორიცაა რკინის ოქსიდი ან მანგანუმის სულფიდი, რაც ასუსტებს მარცვლებს შორის შეერთების სიმტკიცეს და იწვევს მარცვლების გამოყოფას. გარდა ამისა, ზედმეტმა დაწვამ შეიძლება გამოიწვიოს Widmanstätten სტრუქტურების წარმოქმნა, რაც კიდევ უფრო ამცირებს მასალის სიმკვრივეს.
გამოქვეყნების დრო: 2026 წლის 27 აპრილი