Wat is een korrelgrens?

Wanneer de buitenkant van een vast materiaal wordt gepolijst en vervolgens met zuur wordt geëtst, kunnen lijnen op het oppervlak worden gezien via een lichtmicroscoop.Deze lijnen zijn de korrelgrenzen, of de lijnen die de buitenrand van korrels markeren, kristalachtige vormen die zich vormen als een materiaal afkoelt van vloeistof naar vast.Vaste stoffen die geen korrels vormen, worden amorf genoemd, omdat de atomen die ze componeren niet in patronen organiseren, zoals ze doen in kristallijne vaste stoffen.

De korrels in kristallijne materialen vormen vergelijkbaar met de manier waarop sneeuwvlokkristallen doen als water bevriest.Voordat een vloeistof bevriest, zijn er locaties binnen die koeler zijn dan de rest van de vloeistof.Het graan groeit van deze locaties naar buiten totdat het nog een korrel bereikt en stopt.Wanneer alle vloeistof tussen granen die naar elkaar toe groeien, in een vaste stof is bevroren, ontstaat een korrelgrens als de groei stopt.

Goede voorbeelden van kristallijne vaste stoffen zijn metalen en metaallegeringen.Metallurgisten, die omgaan met het ontwerpen van eigenschappen in metalen, vinden dat de korrelgrens belangrijk is bij het wijzigen van het functioneren van metalen voor verschillende toepassingen.De grootte en vorm van korrels en hun grenzen kunnen worden veranderd door het metaal met verschillende snelheden te verwarmen en te koelen, of door de korrels koud te werken, ze te verdunnen door ze onder invloed te comprimeren bij kamertemperatuur.

om de eigenschappen van een metaal te veranderen,Het wordt blootgesteld aan voldoende warmte zodat de korrelgrenzen oplossen en hervormen, een proces dat gloeien wordt genoemd, waar de langzamer de koelsnelheid, hoe groter de korrelgrootte is gevormd.Wanneer een metalen deel wordt benadrukt, bewegen de defecten en gaten in de atoomlagen van het metaal, dislocaties genoemd, van binnen de korrel naar zijn korrelgrens.Als het metaal snel wordt afgekoeld, hebben de korrels minder tijd om te groeien, worden ze kleiner en komen dislocaties weerstand aan grenzen aan, waardoor de kracht aan het metaal mdash wordt toegevoegd;Kleinkorrelige ijzeren legeringen bijvoorbeeld.Als het metaal langzaam afkoelt, zijn de korrels groter, omdat dislocaties meer tijd hebben om naar de grens te bewegen zonder het begin van een groter gat of scheur te veroorzaken.Grote korrels worden gezien in metalen, zoals koper en aluminium, die ductiel zijn, zich gemakkelijk uitstrekken en traag zijn om te kraken.

De korrelgrens is het gebied op het oppervlak van een korrel dat kwetsbaarder is voor zowel corrosieve aanval door chemische verontreinigende stoffen als geforceerde scheurgroei die in de tijd kan leiden tot het falen of breuk, van een metalen deel.Metalen met kleine granen zijn meestal sterker dan groter korrelige metalen, maar hebben een verhoogde kans om aan hun grenzen te kraken, de neiging te maken om ze bros te maken en ervoor te zorgen dat ze zonder waarschuwing breken.Scheuren in ductiele metalen delen, zoals aluminiumlegeringen die worden gebruikt in jets, met weinig dislocaties aan hun korrelgrenzen, groeien langzaam.Ze kunnen in de loop van de tijd veilig worden gevolgd om te voorspellen hoeveel het leven er in een metalen deel overblijft, of hoeveel tijd het onderdeel heeft voordat het niet meer goed kan functioneren.