Tane boyutu, malzemelerin mekanik özellikleri üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Taneleri rafine etmek, yalnızca malzemelerin mukavemetini ve sertliğini iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda malzemelerin esnekliğini ve tokluğunu da iyileştirebilir. Tane rafine etme, malzemelerin hem mukavemetini hem de tokluğunu iyileştirebilen tek malzeme güçlendirme yöntemidir.
Peki tahılları nasıl rafine edebiliriz?
Metal kristalleşmesinin perspektifinden, her tane çekirdeklenme geçirir ve sonra büyür. Bu nedenle, tanenin boyutu çekirdeklenme oranına ve büyüme oranına bağlıdır. Çekirdeklenme oranı ne kadar büyükse, orijinal kristal çekirdeklerinin sayısı o kadar fazla ve taneler o kadar ince olur.
Tane büyüme hızı ne kadar yavaş olursa, tane büyüme süreci sırasında o kadar fazla kristal çekirdek oluşacak ve son taneler daha küçük olacaktır.
Bundan da anlaşılacağı üzere çekirdeklenmeyi teşvik eden ve tane büyümesini engelleyen her türlü faktör, malzemenin tanelerini inceltir.
Metal kristalizasyon işlemi sırasında taneler aşağıdaki yöntemlerle rafine edilebilir:
1. Aşırı soğutma derecesini kontrol edin. Hem çekirdeklenme hızı hem de büyüme hızı, aşırı soğumanın derecesine bağlıdır. Aşırı soğuma derecesinin arttırılması hem çekirdeklenme hızını hem de büyüme hızını artıracaktır, ancak çekirdeklenme hızı daha hızlı artar. Bu nedenle normal koşullar altında aşırı soğutma derecesi ne kadar yüksek olursa taneler o kadar ince olur.
Şekil 1
Değişiklik. Aşırı soğutma derecesinin arttırılması taneleri inceltebilir, ancak büyük bileşenler ve dökümler için, yüzey aşırı soğutması büyük olmasına rağmen, çekirdeğin yüzeyle aynı soğutma hızına ulaşmasını sağlamak imkansızdır, bu nedenle çekirdek, taneleri arttırarak etkili bir şekilde inceltemez. aşırı soğutma derecesi. Modifikasyon bu eksikliği önleyebilir.
Sözde modifikasyon işlemi, dökmeden önce sıvı metale çekirdekleştirici maddeler, yani modifikatörler eklemektir. Bu çekirdekleştirici maddeler, sıvı metalin büyük miktarda düzensiz çekirdeklenmesini teşvik ederek tane inceltme amacına ulaşır. Bu, Ti ve V gibi alaşım elementlerinin çeliğe eklenmesinin nedenidir.
Titreşim ve karıştırma. Metal katılaşmak üzereyken titreşir ve karıştırılır, çekirdeklenmeyi teşvik edebilir ve dendritleri parçalayabilir, böylece tane inceltme amacına ulaşılır. Mekanik titreşim, ultrasonik titreşim, elektromanyetik karıştırma vb. hepsi tane inceltme amacına ulaşabilir.
Ek olarak, sıcak haddeleme veya dövme işlemleri, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi deformasyon derecesini ve sıcak haddeleme ve dövme sıcaklıklarını kontrol ederek, yani haddelemeyi ve soğutmayı kontrol ederek tahılları da inceltebilir.
şekil 2
Tahıllar, faz dönüşümü ve yeniden kristalleştirme gibi ısıl işlemlerle rafine edilebilir. Çelik için, çelik ostenitleşmek üzere ısıtılır. Östenitleme yeni tamamlandığında taneler en küçük boyuttadır. Tahıllar uygun ısıl korumanın ardından soğutularak rafine edilebilir. Tahıllar ayrıca soğuk deformasyondan sonra geri kazanım ve yeniden kristalleştirme yoluyla da rafine edilebilir.