mikroszerkezetet

A mikroszerkezet az anyag belső felépítését jelenti, amely a makroszkopikus tulajdonságokat meghatározza. A skála általában mikrométeres vagy nanométeres; ide tartoznak a szemcsék mérete és alakja, a fázisok eloszlása és aránya, a precipitatumok, valamint a szerkezeti rendellenességek, például diszlokációk.

Az ilyen mikroszerkezeti jellemzők közvetlen hatással vannak a mechanikai és termikus tulajdonságokra. A szemcseméret, a fázisproporció, a precipitatumok elrendeződése és a szemhatárok meghatározzák a szilárdságot, a keménységet, a ductilitást és a robusztusságot. A Hall–Petch összefüggés szerint a szemcsezettség csökkenése növeli a szilárdságot. A mikroszerkezeti változások befolyásolják a hajlékonyságot, a nyomószilárdságot, a hőtágulást és a korrózió-állóságot is.

A mikroszerkezetet a feldolgozás és az ötvözetek kezelése alakítja. A gyártás során alkalmazott hűtési sebesség, hevítés, nyújtás és hőkezelés meghatározza a szemcsézettséget és a fázisok eloszlását. Például acélnál ferrit és cementit szemcsékből álló perlita, vagy hideg hűtéssel martensita képződik; bainitikus vagy spheroidizált állapot is előfordulhat. Ötvözőanyagok és öntési körülmények szintén finomítják a mikroszerkezetet. Polimeroknál a kristályos és amorf rétegek aránya, a láncok orientációja szintén meghatározza a tulajdonságokat.

Mikroszerkezeti megfigyeléséhez és jellemzéséhez különböző módszereket használnak. Optikai mikroszkópiát, valamint elektronmikroszkópiát (SEM és TEM), EBSD-t és XRD-t alkalmaznak a szemcseméret, a fázisok eloszlása és a kristályorientációk meghatározására. A kiértékelés során gyakran adnak meg mennyiségi descriptorokat, például szemcseméret-eloszlást és fázis-arányokat.

Összegzésként a mikroszerkezet célzott tervezése lehetővé teszi a kívánt tulajdonságok elérését a feldolgozás és ötvözés összehangolásával, hozzájárulva a teljesítmény és a megbízhatóság javításához.