Co to jest granica ziarna?

Gdy zewnętrzna część stałego materiału jest polerowana, a następnie wytrawiana kwasem, linie można zobaczyć na jego powierzchni przez mikroskop świetlny. Linie te są granicami ziarna lub liniami zaznaczającymi zewnętrzną krawędzi ziaren, kryształowymi kształtami, które tworzą się jako materiał chłodzący się od cieczy do ciała stałego. Solidne, które nie tworzą ziarna, są nazywane amorficznym, ponieważ atomy, które je komponują, nie organizują się w wzorce, jak to robią w krystalicznych ciałach stałych.

Ziarna w materiałach krystalicznych tworzą się podobne do sposobu, w jaki kryształy płatku śniegu robią jak zamrażanie wody. Przed cieczy zamarzają, znajdują się lokalizacje, które są chłodniejsze niż reszta płynu. Ziarno rośnie z tych miejsc na zewnątrz, aż osiągnie inne ziarno i zatrzyma się. Gdy cała ciecz między ziarnami rosnącymi w kierunku siebie zamraża się w stałą, granica ziarna tworzy się w miarę zatrzymywania się wzrostu.

Dobrymi przykładami krystalicznych stałych są metale i stopy metali. Metalurgs, którzy zajmują się projektowaniem nieruchomości na METALS, stwierdzić, że granica ziarna jest ważna w zmianie funkcjonowania metali dla różnych zastosowań. Rozmiar i kształt ziaren oraz ich granice można zmienić poprzez ogrzewanie i chłodzenie metalu w różnych prędkościach lub przez przeziębienie, przerzedzając je, ściskając je pod wpływem w temperaturze pokojowej.

Aby zmienić właściwości metalu, jest on narażony na wystarczającą ilość ciepła, aby granice ziarna rozpuszczały się i reformować, proces zwany wyżarzaniem, gdzie im wolniejsza jest szybkość chłodzenia, tym większy utworzony rozmiar ziarna. Gdy część metalu jest podkreślona, ​​wady i otwory w warstwach atomowych metalu, zwane zwichnięciami, przemieszczają się z ziarna w kierunku granicy ziarna. Jeśli metal zostanie szybko schłodzony, ziarna mają mniej czasu na wzrost, stają się mniejsze, a zwichnięcia spotykają się z opornymi granicami, dodając siłę do metalu-małej ziarnaNa przykład stopy żelaza. Jeśli metal ostygnie powoli, ziarna są większe, ponieważ zwichnięcia mają więcej czasu na poruszanie się w kierunku granicy bez powodowania rozpoczęcia większego otworu lub pęknięcia. Duże ziarna są widoczne w metalach, takich jak miedź i aluminium, które są plastyczne, łatwo się rozciągają i powoli pękają.

Granica ziarna jest obszarem na powierzchni ziarna, który jest bardziej podatny na atak żrący przez zanieczyszczenia chemiczne, jak i wymuszony wzrost pęknięcia, który z czasem może spowodować awarię lub pęknięcie części metalowej. Metale o małych ziarnach są zwykle silniejsze niż metale o większej grafice, ale mają zwiększoną szansę na pękanie na swoich granicach, mają na celu sprawienie, by były łamliwe i powodując pękanie bez ostrzeżenia. Pęknięcia w częściowych częściach metalowych, takich jak stopy aluminium używane w dyszach, z niewielkimi zwichnięciami na granicach ziarna, rosną powoli. Z czasem można je bezpiecznie śledzić, aby przewidzieć, ile życia pozostaje w metalowej części lub ile czasu thE część ma, zanim nie będzie już w stanie poprawnie funkcjonować.