Основните последици от растежа на зърното в системите с горещи канали включват намалена якост, повишен риск от напукване, по-лоша стабилност на размерите и съкратен експлоатационен живот. Тези промени значително влияят върху производителността на формата и качеството на продукта.
1. Влошаване на механичните свойства
Намалена якост и твърдост: Нагрубяването на зърното води до намаляване на граничната площ на зърното. Границите на зърната са ключови бариери, възпрепятстващи движението на дислокациите; тяхното намаляване значително отслабва якостта на опън и якостта на умора на материала.
Влошена пластичност и издръжливост: Грубите зърна увеличават крехкостта на материала, намаляват удължението след счупване и го правят по-податлив на крехко счупване при термично циклично напрежение.
Въпреки че прекалено едрите или фините зърна са вредни при високи температури, прекалено едрите зърна са често срещани в системите с горещи канали, което води до рязко намаляване на якостта при високи-температури.
2. Повишен риск от напукване и повреда
Засилено плъзгане по границите на зърната: При високи-температурни условия на работа границите на зърната на едрите зърна са по-склонни към плъзгане и миграция, образувайки точки на концентрация на напрежение и предизвиквайки микропукнатини.
Повреда от ускорено пълзене: Растежът на зърното насърчава зараждането и разпространението на свободни места в границите на зърното, особено в кръстовищата на три зърна, където лесно се генерират ядра на пукнатини, което води до бързо счупване след навлизане в третия етап на пълзене.
Ако необичайният растеж на зърната е придружен от окисление на границата на зърното или локализирано топене, това може да се развие в „прегряване“, което прави материала непоправим.
3. Намалена точност и стабилност на размерите:
Нехомогенност на микроструктурата: Локализираният анормален растеж на зърната води до непостоянни коефициенти на топлинно разширение, причинявайки деформация на формата.
Въздействие върху точността на леене под налягане: Деформацията на компонентите на горещия канал променя геометрията на канала, което води до неравномерно пълнене, изригване или недостиг на материал.
4. Значително съкратен живот на мухъл:
Ранна повреда: Прегрятите зони стават начална точка за пукнатини от умора, ускоряващи напукването на матрицата.
Повишени разходи за поддръжка: Необходими са чести престои за инспекция, ремонт или подмяна на компонентите на горещия канал, което оказва влияние върху ефективността на производството.
Практическа препоръка: Контролирането на температурата на нагряване до под горната граница на закаляване на стоманената форма (напр. стомана H13 по-малка или равна на 600 градуса) може ефективно да забави растежа на зърната.
