За време на процесот на калцинација, микроскопскиот механизам преку кој „прегорењето“ доведува до намалување на вистинската густина е првенствено поврзан со оксидација или топење на границата на зрната, абнормален раст на зрната и структурно оштетување, како што е детално анализирано подолу:
- Оксидација или топење на границата на зрната: Губење на меѓугрануларната цврстина на сврзување
Формирање на евтектички фази со ниско топење: Кога температурата на калцинирање ја надминува точката на топење на евтектиките со ниско топење во материјалот, евтектичката структура на границите на зрната преференцијално се топи, формирајќи течна фаза. На пример, кај алуминиумските легури, може да се формираат повторно стопени сфери или триаголни повторно стопени зони, додека кај јаглеродните челици може да се појави оксидација на границата на зрната или локализирано топење.
Пенетрација на оксидирачки гасови: На високи температури, оксидирачките гасови (како што е кислородот) дифундираат до границите на зрната и реагираат со елементите во материјалот, генерирајќи оксиди. Овие оксиди дополнително ја ослабуваат меѓугрануларната цврстина на сврзување, што доведува до раздвојување на зрната.
Структурно оштетување: По топењето на границата на зрната или оксидацијата, јачината на меѓугрануларното врзување значително се намалува, што резултира со формирање на микропукнатини или пори во материјалот. Ова ја намалува ефективната маса по единица волумен, што доведува до намалување на вистинската густина. - Абнормален раст на зрната: Зголемување на внатрешните дефекти
Грубост на зрната поради прегревање: Прегорењето често е придружено со прегревање, каде што претерано високите температури на загревање или продолженото време на задржување предизвикуваат брз раст на аустенитните зрна. На пример, јаглеродните челици можат да развијат структури на Видманштетен по прегорењето, додека алатни челици можат да формираат ледебурит сличен на рибина коска.
Зголемување на внатрешните дефекти: Грубите зрна може да содржат повеќе дефекти како што се дислокации и празнини, што ја намалува густината на материјалот. Дополнително, може да се формираат гасни пори или микропукнатини за време на растот на зрната, дополнително намалувајќи ја масата по единица волумен.
Намалување на ефективната маса: Абнормалниот раст на зрната доведува до лабава внатрешна структура во материјалот, намалувајќи ја ефективната маса по единица волумен и со тоа резултирајќи со намалување на вистинската густина. - Микроструктурно оштетување: Влошување на својствата на материјалот
Повторно стопени сфери и триаголни повторно стопени зони: Кај алуминиумските легури и други материјали, прекумерното согорување може да доведе до формирање на повторно стопени сфери или триаголни повторно стопени зони на границите на зрната. Присуството на овие региони го нарушува континуитетот на материјалот и ја зголемува порозноста.
Проширување на границите на зрната и микропукнатини: По прегорување, границите на зрната може да се прошират поради оксидација или топење, придружено со формирање на микропукнатини. Овие микропукнатини можат да навлезат низ материјалот, што доведува до намалување на вистинската густина.
Неповратливост на својствата: Микроструктурното оштетување предизвикано од прекумерно согорување е обично неповратно, па дури и последователната термичка обработка може целосно да не ја врати оригиналната густина на материјалот.
Примери и верификација
Прегорување на алуминиумски легури: Кога температурата на загревање на алуминиумските легури ја надминува нивната ниска евтектичка температура на топење, границите на зрната се грубуваат или дури се топат, формирајќи повторно стопени сфери или триаголни повторно стопени зони. Присуството на овие региони значително ја намалува вистинската густина на материјалот, а воедно предизвикува нагло опаѓање на механичките својства.
Прекумерно согорување на јаглеродни челици: По прекумерното согорување, јаглеродните челици можат да формираат инклузии како што се железен оксид или манган сулфид на границите на зрната, што ја ослабува меѓугрануларната цврстина на сврзување и доведува до одвојување на зрната. Дополнително, прекумерното согорување може да предизвика формирање на структури на Widmanstätten, дополнително намалувајќи ја густината на материјалот.
Време на објавување: 27 април 2026 година