Semasa proses pengkalsinan, mekanisme mikroskopik yang mana "pembakaran berlebihan" membawa kepada penurunan ketumpatan sebenar terutamanya berkaitan dengan pengoksidaan atau pencairan sempadan butiran, pertumbuhan butiran yang tidak normal dan kerosakan struktur, seperti yang dianalisis secara terperinci di bawah:
- Pengoksidaan atau pencairan sempadan butiran: Kehilangan kekuatan ikatan antara butiran
Pembentukan fasa eutektik lebur rendah: Apabila suhu pengkalsinan melebihi takat lebur eutektik lebur rendah dalam bahan, struktur eutektik pada sempadan butiran akan cair secara pilihan, membentuk fasa cecair. Contohnya, dalam aloi aluminium, sfera yang dilebur semula atau zon segi tiga yang dilebur semula mungkin terbentuk, manakala dalam keluli karbon, pengoksidaan sempadan butiran atau lebur setempat mungkin berlaku.
Penembusan gas pengoksidaan: Pada suhu tinggi, gas pengoksidaan (seperti oksigen) meresap ke sempadan butiran dan bertindak balas dengan unsur-unsur dalam bahan, menghasilkan oksida. Oksida ini melemahkan lagi kekuatan ikatan antara butiran, yang membawa kepada pemisahan butiran.
Kerosakan struktur: Selepas sempadan butiran cair atau pengoksidaan, kekuatan ikatan antara butiran berkurangan dengan ketara, mengakibatkan pembentukan mikrorekahan atau liang dalam bahan. Ini mengurangkan jisim berkesan per unit isipadu, yang membawa kepada penurunan ketumpatan sebenar. - Pertumbuhan butiran yang tidak normal: Peningkatan kecacatan dalaman
Pengkasaran butiran akibat terlalu panas: Pembakaran berlebihan sering disertai dengan terlalu panas, di mana suhu pemanasan yang terlalu tinggi atau masa pegangan yang berpanjangan menyebabkan pertumbuhan butiran austenit yang cepat. Contohnya, keluli karbon boleh membentuk struktur Widmanstätten selepas pembakaran berlebihan, manakala keluli alat boleh membentuk ledeburit seperti tulang ikan.
Peningkatan kecacatan dalaman: Butiran kasar mungkin mengandungi lebih banyak kecacatan seperti kehelan dan kekosongan, yang mengurangkan ketumpatan bahan. Selain itu, liang gas atau mikrorekahan mungkin terbentuk semasa pertumbuhan butiran, seterusnya mengurangkan jisim per unit isipadu.
Pengurangan jisim berkesan: Pertumbuhan butiran yang tidak normal menyebabkan struktur dalaman bahan yang longgar, menurunkan jisim berkesan per unit isipadu dan seterusnya mengakibatkan penurunan ketumpatan sebenar. - Kerosakan mikrostruktur: Kemerosotan sifat bahan
Sfera lebur semula dan zon lebur semula segi tiga: Dalam aloi aluminium dan bahan lain, pembakaran berlebihan boleh menyebabkan pembentukan sfera lebur semula atau zon lebur semula segi tiga pada sempadan butiran. Kehadiran kawasan ini mengganggu kesinambungan bahan dan meningkatkan keliangan.
Pelebaran sempadan butiran dan rekahan mikro: Selepas pembakaran berlebihan, sempadan butiran mungkin melebar akibat pengoksidaan atau pencairan, disertai dengan pembentukan rekahan mikro. Rekahan mikro ini boleh menembusi bahan, yang membawa kepada penurunan ketumpatan sebenar.
Sifat-sifat yang tidak boleh dipulihkan: Kerosakan mikrostruktur yang disebabkan oleh pembakaran berlebihan biasanya tidak boleh dipulihkan, dan rawatan haba berikutnya mungkin tidak dapat memulihkan sepenuhnya ketumpatan asal bahan.
Contoh dan pengesahan
Pembakaran aloi aluminium secara berlebihan: Apabila suhu pemanasan aloi aluminium melebihi suhu eutektik lebur rendahnya, sempadan butiran menjadi kasar atau cair, membentuk sfera yang dicairkan semula atau zon segi tiga yang dicairkan semula. Kehadiran kawasan ini dengan ketara mengurangkan ketumpatan sebenar bahan sambil menyebabkan penurunan mendadak dalam sifat mekanikal.
Pembakaran keluli karbon secara berlebihan: Selepas pembakaran berlebihan, keluli karbon mungkin membentuk rangkuman seperti oksida besi atau sulfida mangan pada sempadan butiran, yang melemahkan kekuatan ikatan antara butiran dan menyebabkan pemisahan butiran. Selain itu, pembakaran berlebihan boleh mencetuskan pembentukan struktur Widmanstätten, seterusnya mengurangkan ketumpatan bahan.
Masa siaran: 27-Apr-2026