מבוא והיקף התגבשות פלדה

הקדמה קצרה
תהליך הפקת גבישים מפלדה מותכת, המכונה גם התגבשות נוזלית או התגבשות ראשונית. עם ייצוא החום, הגבישים גדלים מאפס (גרעין), מקטן לגדול (גידול גבישים), עד שכל הנוזלים הופכים למוצקים (גבישים), ומשלימים את תהליך ההתגבשות. תהליך ההתגבשות של פלדה מותכת קובע את מבנה הגביש וההטרוגניות הפיזיקלית והכימית של מטילי פלדה או יציקות, ובכך משפיע על התכונות המכניות, הפיזיקליות והכימיות של הפלדה. שליטה בתהליך ההתגבשות של פלדה היא אחד האמצעים החשובים לשיפור האיכות והביצועים של הפלדה.
טווח טמפרטורות
פלדה נוזלית אינה מתכת טהורה, אלא סגסוגת מרובת אלמנטים המבוססת על Fe המכילה כמות מסוימת של C, Si, Mn ואלמנטים נוספים. לכן תהליך ההתגבשות שלו אינו מתבצע בטמפרטורה קבועה (נקודת התכה), אלא מסתיים בטווח טמפרטורות מסוים. בתנאי התגבשות בשיווי משקל, קריסטלים מתחילים להופיע כאשר טמפרטורת נוזל הפלדה יורדת לטמפרטורת הליקוויד שלו (tL), וההתגבשות מסתיימת כאשר מגיעים לטמפרטורת הסולידוס (ts). טווח הטמפרטורות בין הליקווידוס הזה לסולידוס, כלומר tL-ts= Δ Tc. זה נקרא טווח טמפרטורת ההתגבשות של הסגסוגת. טווח טמפרטורת ההתגבשות של דרגת פלדה מסוימת תלוי בעיקר בתכונות ובתוכן של היסודות הכלולים, וניתן לקבוע אותו על ידי דיאגרמת הפאזות הבינארית או השלישית של ברזל ואלמנטים מתאימים. ניתן להעריך את ההשפעה של אלמנטים שונים על טווח טמפרטורת ההתגבשות כתוסף. טווח טמפרטורת ההתגבשות של דרגת פלדה מסוימת.