Glavne posledice rasti zrn v toplotočnih sistemih so zmanjšana trdnost, povečana nevarnost razpok, slabša dimenzijska stabilnost in krajša življenjska doba. Te spremembe bistveno vplivajo na delovanje kalupa in kakovost izdelka.
1. Poslabšanje mehanskih lastnosti
Zmanjšana trdnost in trdota: Zgrobljenje zrn povzroči zmanjšanje mejne površine zrn. Meje zrn so ključne ovire, ki ovirajo gibanje dislokacij; njihovo zmanjšanje bistveno oslabi natezno trdnost in utrujenost materiala.
Poslabšana plastičnost in žilavost: Groba zrna povečajo krhkost materiala, zmanjšajo raztezek po zlomu in ga naredijo bolj nagnjenega k krhkemu lomu pod temperaturnim cikličnim stresom.
Medtem ko so pretirano groba ali fina zrna škodljiva pri visokih temperaturah, so pretirano groba zrna pogosta v sistemih z vročimi kanali, kar vodi do močnega zmanjšanja visoko-temperaturne trdnosti.
2. Povečano tveganje za razpoke in okvare
Okrepljeno drsenje meje zrn: v pogojih delovanja pri visokih-temperaturah so meje zrn grobih zrn bolj nagnjene k drsenju in selitvi, kar tvori točke koncentracije napetosti in povzroča mikrorazpoke.
Poškodbe zaradi pospešenega lezenja: rast zrn pospešuje nukleacijo in širjenje prostih meja zrn, zlasti na stičiščih treh zrn, kjer zlahka nastanejo jedra razpok, ki vodijo do hitrega loma po vstopu v tretjo fazo lezenja.
Če nenormalno rast zrn spremlja oksidacija meja zrn ali lokalno taljenje, se lahko razvije v "pregrevanje", zaradi česar je material nepopravljiv.
3. Zmanjšana dimenzijska natančnost in stabilnost:
Nehomogenost mikrostrukture: lokalizirana nenormalna rast zrn vodi do nedoslednih koeficientov toplotnega raztezanja, kar povzroča deformacijo kalupa.
Vpliv na natančnost brizganja: Deformacija komponent vročega kanala spremeni geometrijo kanala, kar ima za posledico neenakomerno polnjenje, bliskavico ali pomanjkanje materiala.
4. Znatno skrajšana življenjska doba plesni:
Zgodnja okvara: pregreta območja postanejo izhodiščna točka za razpoke zaradi utrujenosti, ki pospešijo pokanje plesni.
Povečani stroški vzdrževanja: zaradi pregledov, popravil ali zamenjave komponent vročih kanalov so potrebne pogoste izpade, kar vpliva na učinkovitost proizvodnje.
Praktično priporočilo: Nadzorovanje temperature segrevanja pod zgornjo mejo popuščanja kalupnega jekla (npr. jeklo H13 manj kot ali enako 600 stopinj) lahko učinkovito upočasni rast zrn.
