Kas yra skystosios fazės sukepinimas?
Daugelis sukepinimo sistemų sukepinimo proceso metu sukuria skystąją fazę. Paprastai pridėti elementai ar junginiai nereaguoja su matrica ir netirpsta joje, o sukepinimo metu netgi gali tapti skysti. Jie nesudrėkina matricos medžiagos, tokios kaip švinas bronzoje arba MnS nerūdijančiame pliene. Ši skystoji fazė neskatina ir nedaro įtakos sukepinimo procesui; Vietoj to, jis egzistuoja matricoje kaip lašeliai, o visa sistema yra sukepinta per kietosios būsenos difuziją.
Be to, kai yra skystoji fazė, kurios reakcija į matricą yra ribota ir kuri drėkina matricos medžiagą, per didelis šios skystosios fazės susidarymas gali sukelti lokalų karkaso žlugimą, nes skystosios fazės atominės difuzijos greitis yra daug greitesnis nei kietosios fazės. Todėl skystos fazės kiekio kontrolė yra naudinga sukepinimo procesui, nes greitesnis masės perdavimo greitis lemia greitą dalių tankinimą. Skystoji fazė gali būti dviejų formų: viena – kai skystoji fazė yra visame sukepinimo triume, vadinama ištisine skysta faze; kitas yra tada, kai skystoji fazė sukietėja sukepinimo palaikymo metu, vadinama trumpąja skysta faze.
Nepertraukiamas skystosios fazės sukepinimas skirstomas į du tipus: pirmasis tipas apima sumaišytų miltelių kaitinimą, kad susidarytų skystis. Tipiškas pavyzdys yra sunkieji lydiniai, tokie kaip W-Fe-Ni lydiniai, kurie kaitinami, kad susidarytų skystas Fe-Ni, kur W tirpumas ribotas; arba WC-Co lydiniai, kur Co ištirpina dalį WC, sudarydamas eutektiką, bet WC ištirpina tik labai nedidelį Co kiekį. 7.9 paveiksle parodyta 90 W-7Ni-3Fe lydinio mikrografija, kurioje matomi sferiniai volframo grūdeliai5}NFe.{101}Fe. Sukepinimo metu Fe-Ni išsilydo į skystą fazę ir ištirpdo volframą, todėl volframo dalelės sferoidizuojamos. Volframo perteklius, viršijantis tirpumo ribą, nusėda skystyje, o tai yra tipiškas tirpimo-nusodinimo skystosios fazės sukepinimo metu pavyzdys.
(Apvalių volframo grūdelių buvimas Ni{0}}Fe-W lydinio matricoje yra tipiškas tirpimo-nusodinimo fazinio sukepinimo metu pavyzdys.)
Antrasis tipas yra super solid{0}}line skystosios fazės sukepinimas (SLPS). Kai iš anksto legiruoti milteliai kaitinami virš kietojo paviršiaus linijos, dalelių paviršiuje ir viduje esančios grūdelių ribos išsilydo ir susidaro nedidelis kiekis skystosios fazės, o tai sukelia superkietosios{3} linijos skystosios fazės sukepinimą. Šios skystos fazės susidarymas palengvina greitą tankinimą. Tipiškas SLPS naudojimo pavyzdys yra M2 tipo įrankių plienas. 7.10 paveiksle parodyta tipinė sukepinta M2 tipo įrankių plieno mikrostruktūra. Paveiksle pavaizduotos mažos karbido fazės dalelės matricoje ir didesnis karbido fazės kiekis tam tikrose grūdelių ribose.
(Grūdelių viduje yra nedidelis kiekis karbido fazės, o kai kuriose grūdelių ribose – didelis kiekis karbido fazės.)
Yra dviejų tipų trumpalaikis skystosios fazės sukepinimas: pirmasis yra reakcijos sukepinimas, kuris įvyksta, kai elementas A ir elementas B sudaro junginį, išskirdami šilumą ir generuodami junginį AB. NiAl yra toks pavyzdys. Antrasis – kai pereinamoji skystoji fazė išnyksta dėl tam tikro elemento difuzijos ir susidaro kietas tirpalas. Pavyzdžiui, anglis sudaro eutektiką su geležimi ir chromu. Kai anglis pasklinda į matricą, susidaro kietas tirpalas, o skystoji fazė sukietėja.