IMG91

W miarę dalszego podwyższania temperatury T_p < T < T_pr (gdzie: T_p - temperatura końca przemiany a —»y, T_pr- temperatura początku intensywnego rozrostu ziaren) zaczyna się rozpuszczanie segregatów, jednakże w wyniku wysokich szybkości nagrzewania podczas spawania v_n > 100 K/s proces rozpuszczania segregatów nie doprowadzi do uzyskania koncentracji równowagowej. Jeśli temperatura podniesie się powyżej T_pr, nierównowagowa koncentracja na granicach ziaren może dalej wzrastać. Będzie także zachodzi! proces rozpraszania segregacji składników, ale sumaryczna koncentracja domieszek na granicy będzie się podwyższać, pod warunkiem że szybkość migracji granic będzie nieznacznie niższa od szybkości dyfuzji rozpuszczonych atomów od granicy do wnętrza ziaren. Najbardziej proste wyjaśnienie wychwytywania pierwiastków stopowych lub domieszek przez migrującą granicę odwołuje się do znanej zależności o uprzywilejowanej dyfuzji wzdłuż granic ziaren (dyfuzja graniczna). „Wyłapywane" przez granicę atomy są transportowane wzdłuż granicy szybciej niż od granicy w ziarno. Taki mechanizm umożliwiający zwiększenie koncentracji w procesie wzrostu ziaren występuje w wypadku tych domieszek i pierwiastków stopowych, które mają znaczną skłonność do segregacji w wysokich temperaturach (pierwiastki słabo rozpuszczające się w osnowie i silnie deformujące siatkę krystalograficzną) i w wypadku których współczynniki dyfuzji niezbyt odbiegają od współczynników samodyfuzji metalicznej osnowy. Należy również wspomnieć, że dla dowolnego rodzaju atomów domieszek i roztworów stałych powinny występować krytyczne zależności między graniczną koncentracją, krzywizną granicy i temperaturą w przedziałach, w których migracja granicy może być przyczyną segregacji. Poza tymi przedziałami migracja granicy jest niemożliwa bądź też jeśli występuje, nie prowadzi do segregacji.

Rozpatrując wpływ pierwiastków na procesy segregacji, można stwierdzić, że wzbogacanie granic ziaren austenitu w węgiel, azot i tlen jest mniejsze niż w ferrycie. Można to wyjaśnić ich znacznie większą rozpuszczalnością w austenicie w porównaniu z ferrytem. Dlatego wraz z podwyższeniem temperatury powyżej Ac₃ granice ziaren nie są wzbogacone w węgiel, tlen i azot i w stosunku do tych pierwiastków austenit jest jednorodny. Jednakże w stosunku do pierwiastków stopowych mających niski współczynnik dyfuzji i charakteryzujących się mniejszą rozpuszczalnością w austenicie niż w ferrycie (np. Cr, W, Mo) można się spodziewać hamującego wpływu granic ziaren na proces ujednorodniania. Rozwój wysokotemperaturowej chemicznej niejednorodności wyrażającej się w segregacji pierwiastków stopowych lub domieszek na granicach ziaren może być wywołany bardziej prostymi przyczynami. Jedną z nich są przemiany fazowe w wysokich temperaturach powodujące powstanie faz, w których rozpuszczalność danych pierwiastków i domieszek jest wyższa niż w podstawowym roztworze. Przykładem jest przemiana y —> cc(5) w stalach w procesie nagrzewania do temperatur bliskich 1400°C. Powstawaniu wysokotemperaturowego ferrytu na granicach ziaren austenitu sprzyja:

-    obecność wyjściowej (po przemianie a —► y) podwyższonej koncentracji pierwiastków ferrytotwórczych (Cr, W, Mo) w miejscach byłych węglików, na których zatrzymała się migrująca granica,

-    największy stopień nieuporządkowana siatki austenitu w pobliżu granic ziaren,

-    łatwiejsza dyfuzja na granicach.

401