Ausscheidungshärtung

Ausscheidungshärtung, auch als Alterungshärtung bekannt, ist ein Wärmebehandlungsprozess zur Erhöhung der Festigkeit bestimmter Legierungen durch Bildung feiner, dispergierter Ausscheidungen in der Metallmatrix. Diese Partikel behindern die Bewegung von Versetzungen und erhöhen so die Festigkeit und Härte.

Der Prozess umfasst typischerweise drei Schritte: Lösungsbehandlung (Lösungsglühen), Abschreckung und Alterung. In der Lösungsbehandlung wird das Legierungssystem bei hoher Temperatur vollständig in eine homogene Solidlösung überführt. Danach erfolgt eine schnelle Abkühlung, um eine übersättigte Lösung zu erzeugen. Während der Alterung, die entweder natürlich (bei Raumtemperatur) oder künstlich (bei erhöhter Temperatur) erfolgen kann, bilden sich feine Ausscheidungen.

Die Festigkeitssteigerung hängt von der Größe, Verteilung und der Kohärenz der Ausscheidungen ab. Kohaerenz- bzw. semi-kohaerenzielle Ausscheidungen liefern signifikante Festigkeitszuwächse; mit fortschreitender Alterung wachsen die Partikel und der Effekt nimmt ab (Overaging).

Typische Anwendungen finden sich vor allem in Aluminiumlegierungen, insbesondere Serien wie 2xxx (Al-Cu), 6xxx (Al-Mg-Si) und 7xxx (Al-Zn-Mg-Cu). Auch einige Kupfer-, Nickel- und andere Legierungen nutzen Ausscheidungshärtung.

Vorteile dieser Methode sind hohe Festigkeit bei vergleichsweise geringem Gewicht; Nachteile können Empfindlichkeit gegenüber Überhitzung, Overaging und der Notwendigkeit einer präzisen Prozessführung sein.