Metallstrukturer

Metallstrukturer syftar på hur metalliska material är uppbyggda på mikroskopisk och atomär nivå. De består av korn, faser och olika defekter som påverkar hur atomerna är arrangerade. Strukturen är i hög grad beroende av tillverkningsprocesser såsom smidning, gjutning och värmebehandling och avgör mekaniska egenskaper som styrka, duktilitet och slagseghet.

Den mikrostrukturella uppdelningen består av korn, faser och olika defekter. Exempel i stål är ferrit (järn i BCC-struktur), austenit (FCC) samt cementit (Fe3C). Lamellära faser som perlit, bainit och martensit uppstår beroende på legering och kylhastighet.

Bearbetning och värmebehandling påverkar strukturen: smidning, gjutning och deformation bildar nya korn och defekter; värmebehandling som uppvärmning och snabbkylning orsakar fasomvandlingar. Vanliga åtgärder är glödgning, normalisering, snabbkylning och temperering för att styra kornstorlek och fasinnehåll.

Analys och karaktärisering: Metallografisk undersökning med optiskt mikroskop, SEM och TEM, samt röntgendiffraktion (XRD) används för att kartlägga mikrostrukturen; provpreparationen krävs ofta slipning och polering. Mikroskopisk information används för att förutsäga mekaniska egenskaper och bedöma kvalitetsförhållanden.

Användning: Förståelse av metallstrukturer bidrar till legeringsdesign och optimering av bearbetning för att uppnå önskade mekaniska egenskaper. Mikroskopisk kunskap är avgörande vid materialval, prestanda i konstruktioner och felutredningar.