Grain steel

Known, что размер зерна стали нужно держать как можно более меньшим. Это дает ей высокую вязкость, а также повышает прочность. Горячекатаная или литая сталь поступает от производителя с некоторым размером зерна. Этот размер зерна может значительно изменяться при последующих операциях термической обработки или горячей деформации, eg, forging. Важно понимать, что контролирует эти изменения.

Форма зерна стали

Форма и некоторые свойства зерна стали и других металлов на удивление хорошо можно смоделировать с помощью мыльных пузырей. Простой эксперимент на кухне может дать довольно глубокое понимание геометрии зерен в металлах.

В прозрачный стакан нужно капнуть несколько капель жидкого мыла и добавить теплой воды до толщины слоя на дне 3 mm. Соломинкой или тонкой трубочкой для коктейля слегка перемешать содержимое на дне стакана, а затем сильно продуть в него через соломинку или трубочку.

Силы поверхностного натяжения в жидком мыле аналогичны силам поверхностного натяжения на поверхностях границ зерен металлов. Поэтому форма и характер роста мыльных пузырей очень хорошо моделируют то же самое для зерен металлов. Мыльные зерна дают отличную модель трехмерной формы зерен металлов. for instance, такое семигранное мыльное зерно на поверхности стакана с пронумерованными гранями на рисунке 1. Форма зерен хорошо видна на дне стакана.

grain-size-soupPicture 1 – Моделирование зерна стали мыльными пузырями

Обычные металлографические фотографии структуры зерна показывают только двухмерное сечение зерен, а мыльные зерна дают возможность визуализировать то, как эти зерна располагаются ниже плоскости фотографии.

Рост зерна стали

Рост зерна металлов можно промоделировать, расположив кончик соломинки в центре стакана и слегка подуть внутрь: пузырь на кончике соломинки будет расширяться.

maybe, более приятным способом моделировать сущность формы зерна металлов является другой способ: быстро опорожнить бутылку с пивом пивную кружку. Вся пустая бутылка будет заполнена замечательными пузырями, физика которых та же, что и у зерен металлов (picture 2).

grain-size-bearPicture 2 – Моделирование зерна стали в пивной бутылке

Source: John D. Verhoeven, Steel Metallurgy for the Non-metallurgist, ASM International, 2007