कॅल्सीनेशन प्रक्रियेदरम्यान, ज्या सूक्ष्म यंत्रणेद्वारे "अतिज्वलन" मुळे वास्तविक घनतेत घट होते, ती प्रामुख्याने कण-सीमांचे ऑक्सिडीकरण किंवा वितळणे, असामान्य कण-वाढ आणि संरचनात्मक नुकसान यांच्याशी संबंधित आहे, ज्याचे खाली तपशीलवार विश्लेषण केले आहे:
- कण सीमेचे ऑक्सिडीकरण किंवा वितळणे: आंतरकणीय बंध शक्तीचा ऱ्हास
कमी वितळणबिंदू असलेल्या युटेक्टिक अवस्थांची निर्मिती: जेव्हा कॅल्सिनेशन तापमान पदार्थातील कमी वितळणबिंदू असलेल्या युटेक्टिक्सच्या वितळणबिंदूपेक्षा जास्त होते, तेव्हा कणसीमांवरील युटेक्टिक संरचना प्राधान्याने वितळते आणि एक द्रव अवस्था तयार होते. उदाहरणार्थ, ॲल्युमिनियम मिश्रधातूंमध्ये, पुन्हा वितळलेले गोल किंवा त्रिकोणी पुन्हा वितळलेले भाग तयार होऊ शकतात, तर कार्बन स्टीलमध्ये, कणसीमांचे ऑक्सिडीकरण किंवा स्थानिक वितळण होऊ शकते.
ऑक्सिडीकारक वायूंचा प्रवेश: उच्च तापमानात, ऑक्सिडीकारक वायू (जसे की ऑक्सिजन) कणसीमांपर्यंत पसरतात आणि पदार्थातील मूलद्रव्यांशी अभिक्रिया करून ऑक्साईड तयार करतात. हे ऑक्साईड आंतरकणीय बंधांची ताकद आणखी कमकुवत करतात, ज्यामुळे कणांचे विलगीकरण होते.
संरचनात्मक नुकसान: कणसीमा वितळल्यानंतर किंवा ऑक्सिडीकरणानंतर, आंतरकणीय बंधनाची ताकद लक्षणीयरीत्या कमी होते, ज्यामुळे पदार्थामध्ये सूक्ष्म भेगा किंवा छिद्रे तयार होतात. यामुळे प्रति एकक घनफळातील प्रभावी वस्तुमान कमी होते, परिणामी वास्तविक घनतेत घट होते. - धान्याची असामान्य वाढ: अंतर्गत दोषांमध्ये वाढ
अतिउष्णतेमुळे होणारे कणांचे स्थूल होणे: ओव्हरबर्निंगमध्ये अनेकदा अतिउष्णता असते, ज्यामध्ये अत्याधिक उच्च तापमानामुळे किंवा जास्त वेळ धरून ठेवल्यामुळे ऑस्टेनाइट कणांची वेगाने वाढ होते. उदाहरणार्थ, कार्बन स्टीलमध्ये ओव्हरबर्निंगनंतर विडमनस्टॅटन संरचना विकसित होऊ शकतात, तर टूल स्टीलमध्ये माशाच्या हाडांसारखे लेडेबुराइट तयार होऊ शकते.
अंतर्गत दोषांमध्ये वाढ: जाडसर कणांमध्ये डिसलोकेशन आणि व्हॅकन्सीसारखे अधिक दोष असू शकतात, ज्यामुळे पदार्थाची घनता कमी होते. याव्यतिरिक्त, कणांच्या वाढीदरम्यान वायू छिद्रे किंवा सूक्ष्म भेगा तयार होऊ शकतात, ज्यामुळे प्रति एकक घनफळ वस्तुमान आणखी कमी होते.
प्रभावी वस्तुमानात घट: कणांच्या असामान्य वाढीमुळे पदार्थाची अंतर्गत रचना ढिली होते, ज्यामुळे प्रति एकक घनफळ प्रभावी वस्तुमान कमी होते आणि परिणामी वास्तविक घनतेत घट होते. - सूक्ष्मसंरचनात्मक नुकसान: पदार्थांच्या गुणधर्मांचा ऱ्हास
पुन्हा वितळलेले गोल आणि त्रिकोणी पुन्हा वितळलेले क्षेत्र: ॲल्युमिनियम मिश्रधातू आणि इतर पदार्थांमध्ये, अति-ज्वलनामुळे कण-सीमांवर पुन्हा वितळलेले गोल किंवा त्रिकोणी पुन्हा वितळलेले क्षेत्र तयार होऊ शकतात. या क्षेत्रांच्या उपस्थितीमुळे पदार्थाची सलगता खंडित होते आणि सच्छिद्रता वाढते.
कणसीमांचे रुंदीकरण आणि सूक्ष्मभेगा: अतिप्रज्वलनानंतर, ऑक्सिडीकरण किंवा वितळण्यामुळे कणसीमा रुंद होऊ शकतात, ज्यासोबत सूक्ष्मभेगा निर्माण होतात. या सूक्ष्मभेगा पदार्थाच्या आरपार जाऊ शकतात, ज्यामुळे वास्तविक घनतेत घट होते.
गुणधर्मांची अपरिवर्तनीयता: अतिदाबामुळे होणारे सूक्ष्मसंरचनात्मक नुकसान सामान्यतः अपरिवर्तनीय असते आणि त्यानंतरच्या उष्णता उपचाराने देखील पदार्थाची मूळ घनता पूर्णपणे पुनर्संचयित होऊ शकत नाही.
उदाहरणे आणि पडताळणी
ॲल्युमिनियम मिश्रधातूंचे अतिज्वलन: जेव्हा ॲल्युमिनियम मिश्रधातूंचे तापवण्याचे तापमान त्यांच्या कमी-वितळणबिंदूच्या युटेक्टिक तापमानापेक्षा जास्त होते, तेव्हा कणांच्या सीमा जाड होतात किंवा पूर्णपणे वितळतात, ज्यामुळे पुन्हा वितळलेले गोल किंवा त्रिकोणी पुन्हा वितळलेले भाग तयार होतात. या भागांच्या उपस्थितीमुळे पदार्थाची खरी घनता लक्षणीयरीत्या कमी होते आणि त्याचबरोबर त्याच्या यांत्रिक गुणधर्मांमध्येही तीव्र घट होते.
कार्बन स्टीलचे अतिदहन: अतिदहनानंतर, कार्बन स्टीलच्या कणसीमांवर आयर्न ऑक्साईड किंवा मॅंगनीज सल्फाइडसारखे अशुद्ध घटक तयार होऊ शकतात, ज्यामुळे आंतरकणीय बंधांची ताकद कमकुवत होते आणि कणांचे विलगीकरण होते. याव्यतिरिक्त, अतिदहनामुळे विडमनस्टॅटन संरचनांची निर्मिती होऊ शकते, ज्यामुळे पदार्थाची घनता आणखी कमी होते.
पोस्ट करण्याची वेळ: २७ एप्रिल २०२६