فرآیند تشکیل دانه در فلزات مورد استفاده سیم و کابل

به هنگام انجماد فلزات ، اولین دانه جامد باید سلول واحد آن فلز باشد . سلول واحد به عنوان هسته و یا مرکز عمل می کند ، اتمهای همسایه را به خود چسبانده و باعث رشد آن و ایجاد شبکه بزرگتر از تکرار شبکه های کوچکتر میشوند . در نتیجه بلوری که از تکرار سلول واحد ایجاد میشود دارای اتمهایی است که در بیش از یک سلول ساده مشترکند .

در عمل انتظار میرود هنگام انجماد ، سلولهای واحد زیادی همزمان و مستقل از یکدیگر در نقاط مختلف مایع تشکیل شوند . این سلول ها در جهات مختلف نسبت به هم قرار دارند . جسم جامد حاصل هسته گذاری تعدادی سلول واحد و رشد متعاقب تمام آنها است .

چون سلول های واحد مجاور اولیه هم جهت نیستند واضح است که مرحله ای خواهد رسید که رشد منظم دو سلول مجاور به طرف هم متوقف میشود زیرا اتمهای یک شبکه در طرح هندسی شبکه دیگر نمی گنجد . در نتیجه ماده ای که در محل برخورد دو شبکه بلورین قرار گرفته با ماده ای که به صورت منظم متبلور شده تفاوت دارد . نوع تفاوت این دو ماده کاملا ً روشن نیست ولی وجود این تفاوت را میتوان به چند روش اثبات کرد .

هسته گذاری و رشد در فلزات یک پدیده سه بعدی است . هر ساختمان که از تکرار مرتب اتمها به شکلهای منظم هندسی تشکیل شده باشد یک واحد است . این واحد را دانه یا بلوره می نامند و کوچک ترین واحدهای فلزی دانه ها هستند که آنها را می توان با میکروسکوپ معمولی مشاهده کرد .

عموما ً فلزاتی که دانه های ریزتری دارند ، استحکام و سختی بیشتری دارند . علاوه بر این ضربه پذیری آنها نیز به حد قابل توجهی بالاتر است .

تعداد و اندازه دانه های فلز تابع دو عامل است : سرعت هسته گذاری و سرعت رشد

هر چه سرعت هسته گذاری بیشتر باشد دانه ها ریزتر خواهند بود .

علت امکان مشاهده دانه های فلزی تفاوت ماده بین بلوره ای یا مرز دانه ها با ماده خود دانه یا بلوره فلز است . اگر قطعه فلزی را با ساینده مناسب کاملا ً جلا دهند و سپس برای مدت کوتاهی در محلول حک کننده مناسبی ( مثلا ً برای فولاد محلول 5 درصد اسید نیتریک در الکل ) فرو برند ، ماده مرز دانه ای خیلی بیش از ماده درون دانه ای در محلول حک کننده حل میشود . در نتیجه وقتی که جسم زیر میکروسکوپ و با زمینه روشن بررسی شود ، مرز دانه ها تیره تر از خود دانه ها دیده میشود .