Cos'è un limite di grano?

Quando l'esterno di un materiale solido viene lucidato e quindi inciso con acido, le linee possono essere osservate sulla sua superficie attraverso un microscopio ottico.Queste linee sono i confini del grano o le linee che segnano il bordo esterno dei grani, forme a forma di cristallo che si formano come materiale si raffreddano dal liquido al solido.I solidi che non formano grani sono chiamati amorfici, perché gli atomi che li compongono non si organizzano in motivi come fanno in solidi cristallini.

I grani in materiali cristallini si formano simili al modo in cui i cristalli di fiocco di neve fanno come congelamenti dell'acqua.Prima che un liquido si blocchi, ci sono posizioni all'interno che sono più fredde del resto del fluido.Il grano cresce da questi siti verso l'esterno fino a raggiungere un altro grano e si ferma.Quando tutto il liquido tra i cereali che cresce l'uno verso l'altro è congelato in un solido, un confine del grano si forma mentre la crescita si ferma.

Buoni esempi di solidi cristallini sono metalli e leghe metalliche.I metallurgisti, che si occupano della progettazione di proprietà nei metalli, scoprono che il confine del grano è importante per cambiare il funzionamento dei metalli per varie applicazioni.Le dimensioni e la forma dei cereali e dei loro confini possono essere cambiate attraverso il riscaldamento e il raffreddamento del metallo a velocità diverse o per il lavoro a freddo dei grani, assottigliandoli comprimendoli sotto impatto a temperatura ambiente.

Per cambiare le proprietà di un metallo,È esposto a un calore sufficiente in modo che i confini del grano si dissolino e riformino, un processo chiamato ricottura, in cui più lenta è la velocità di raffreddamento, maggiore è la dimensione del grano.Quando una parte metallica è stressata, i difetti e i fori negli strati atomici del metallo, chiamati dislocazioni, si spostano dall'interno del grano verso il confine del grano.Se il metallo viene raffreddato rapidamente, i grani hanno meno tempo per crescere, diventano più piccoli e le dislocazioni si incontrano con i confini resistenti, aggiungendo forza al metallo e al mdash;Leghe di ferro a grana piccola, per esempio.Se il metallo si raffredda lentamente, i grani sono più grandi, perché le lussazioni hanno più tempo per spostarsi verso il confine senza causare l'inizio di un foro o una crepa più grandi.I grani di grandi dimensioni sono osservati in metalli, come rame e alluminio, che sono duttili, si estendono facilmente e sono lenti a rompere.

Il confine del grano è l'area sulla superficie di un grano più vulnerabile sia all'attacco corrosivo da parte degli inquinanti chimici che alla crescita forzata della crepa che, nel tempo, può provocare il fallimento o la rottura di una parte metallica.I metalli con piccoli cereali tendono ad essere più forti dei metalli a grana più grande ma hanno una maggiore opportunità di rompere ai loro confini, tendersi a renderli fragili e farli rompersi senza preavviso.Le crepe in parti metalliche duttili, come le leghe di alluminio usate nei getti, con poche lussazioni ai loro confini del grano, crescono lentamente.Possono essere monitorati in sicurezza nel tempo per prevedere quanta vita rimane in una parte metallica o quanto tempo ha la parte prima che non possa più funzionare correttamente.