לגודל הגרגר יש השפעה רבה על התכונות המכניות של חומרים. זיקוק גרגירים יכול לא רק לשפר את החוזק והקשיחות של חומרים, אלא גם לשפר את הפלסטיות והקשיחות של החומרים. עידון תבואה היא שיטת חיזוק החומר היחידה שיכולה לשפר גם את החוזק וגם את הקשיחות של החומרים.
אז איך נוכל לעדן את הדגנים?
מנקודת המבט של התגבשות מתכת, כל גרגר עובר גרעין ואז גדל. לכן, גודל הגרעין תלוי בקצב הגרעין ובקצב הגדילה. ככל שקצב הגרעין גדול יותר, כך מספר גרעיני הגביש המקורי גדול יותר והגרגרים עדינים יותר.
ככל שקצב צמיחת הדגן יהיה איטי יותר, כך יווצרו יותר גרעיני גביש בתהליך צמיחת הדגן, והגרגרים הסופיים יהיו קטנים יותר.
ניתן לראות מכך שכל גורם שיכול לקדם גרעין ולעכב את צמיחת הדגנים יכול לעדן את גרגירי החומר.
במהלך תהליך התגבשות המתכת, ניתן לעדן את הגרגירים בשיטות הבאות:
1. לשלוט במידת הקירור העל. גם קצב הגרעין וגם קצב הגדילה קשורים למידת הקירור העל. הגדלת מידת הקירור העל תגביר גם את קצב הגרעין וגם את קצב הגדילה, אך קצב הגרעין גדל מהר יותר. לכן, בנסיבות רגילות, ככל שדרגת הקירור-על גבוהה יותר, כך הדגנים עדינים יותר.
איור 1
שינוי. הגדלת דרגת הקירור העל יכולה לעדן את הגרגירים, אך עבור רכיבים ויציקות גדולים, למרות שקירור העל פני השטח גדול, אי אפשר לגרום לליבה להגיע לאותו קצב קירור כמו פני השטח, ולכן הליבה לא יכולה לעדן ביעילות את הגרגרים על ידי הגדלת מידת הקירור העל. שינוי יכול למנוע חוסר זה.
מה שנקרא טיפול השינוי הוא הוספת חומרי גרעין, הנקראים גם חומרי שינוי, למתכת הנוזלית לפני היציקה. סוכני גרעין אלה מקדמים כמות גדולה של גרעין לא אחיד של המתכת הנוזלית, ובכך משיגים את מטרת עידון התבואה. זו הסיבה שבגללה מוסיפים לפלדה אלמנטים סגסוגים כמו Ti ו-V.
רטט וערבול. כאשר המתכת עומדת להתמצק, לרטט ולערבל היא יכולה לקדם גרעין ולפרק את הדנדריטים, ובכך להשיג את מטרת עידון הדגנים. רטט מכאני, רטט קולי, ערבוב אלקטרומגנטי וכו' יכולים להשיג את המטרה של חידוד התבואה.
בנוסף, תהליכי גלגול או פרזול חם יכולים גם לעדן גרגרים על ידי שליטה במידת העיוות ובטמפרטורות הגלגול החם והפרזול, כלומר שליטה בגלגול ובקרה על הקירור, כפי שמוצג באיור למטה.
איור 2
ניתן לזקק גרגירים על ידי טיפול בחום, כגון שינוי פאזה והתגבשות מחדש. עבור פלדה, הפלדה מחוממת לאוסטניטיזציה. הגרגירים הם הקטנים ביותר כאשר רק הסתיימה ההזדהות. ניתן לעדן את הגרגירים על ידי קירור לאחר שימור חום מתאים. ניתן לעדן דגנים גם על ידי התאוששות והתגבשות מחדש לאחר דפורמציה קרה.