Kornastærð hefur mikil áhrif á vélræna eiginleika efna. Hreinsun korns getur ekki aðeins bætt styrk og hörku efna heldur einnig bætt mýkt og seigleika efna. Kornhreinsun er eina efnisstyrkingaraðferðin sem getur bætt bæði styrk og seigleika efna.
Svo hvernig getum við betrumbætt kornið?
Frá sjónarhóli málmkristöllunar fer hvert korn undir kjarnamyndun og vex síðan. Þess vegna fer stærð kornsins eftir kjarnahraða og vaxtarhraða. Því meiri sem kjarnahraði er, því meiri fjöldi upprunalegra kristalkjarna og fínni kornin.
Því hægari sem kornvöxturinn er, því fleiri kristalkjarnar myndast við kornvöxtinn og lokakornin verða minni.
Af þessu má sjá að hvaða þáttur sem getur stuðlað að kjarnamyndun og hamlað kornvexti getur betrumbætt korn efnisins.
Í málmkristöllunarferlinu er hægt að betrumbæta kornin með eftirfarandi aðferðum:
1. Stjórna ofurkælingu. Bæði kjarnahraði og vaxtarhraði eru tengd við ofurkælingu. Ef ofurkælingin er aukin mun bæði kjarnamyndun og vaxtarhraði aukast, en kjarnahraði eykst hraðar. Þess vegna, undir venjulegum kringumstæðum, því hærra sem ofurkælingin er, því fínni verða kornin.
Mynd 1
Breyting. Með því að auka ofurkælingu er hægt að betrumbæta kornin, en fyrir stóra íhluti og steypur, þó yfirborðsofurkælingin sé stór, er ómögulegt að láta kjarnan ná sama kælihraða og yfirborðið, þannig að kjarninn getur ekki hreinsað kornin á áhrifaríkan hátt með því að auka hversu mikil ofurkæling er. Breytingar geta komið í veg fyrir þennan skort.
Svokölluð breytingameðferð er að bæta kjarnamyndandi efnum, einnig kölluðum breytiefnum, við fljótandi málminn áður en hann er hellt. Þessir kjarnamyndandi efni stuðla að miklu magni af ójafnri kjarnamyndun fljótandi málmsins og ná þar með tilgangi kornhreinsunar. Þetta er ástæðan fyrir því að málmblöndur eins og Ti og V eru bætt við stál.
Titringur og hræring. Þegar málmurinn er við það að storkna, titra og hrærast getur hann stuðlað að kjarnamyndun og brotið upp dendrítana og þar með náð tilgangi kornhreinsunar. Vélrænn titringur, úthljóðs titringur, rafsegulhræring o.s.frv. getur allt náð tilgangi kornhreinsunar.
Að auki geta heitvalsingar eða smíðaferli einnig betrumbætt korn með því að stjórna aflögunarstigi og hitavals- og smíðahitastiginu, það er að stjórna veltingum og stjórna kælingu, eins og sýnt er á myndinni hér að neðan.
Mynd 2
Hægt er að hreinsa korn með hitameðhöndlun, svo sem fasabreytingu og endurkristöllun. Fyrir stál er stálið hitað til að austenitize. Kornin eru minnst þegar austenitization er nýlokið. Hægt er að betrumbæta kornið með því að kæla það eftir viðeigandi hita varðveislu. Einnig er hægt að betrumbæta korn með endurheimt og endurkristöllun eftir kalda aflögun.