precipitationshärtning

Preciptationshärtning, eller åldershärdning, är en metallbearbetning som ökar styrkan hos vissa legeringar genom att bilda små, dispersiva precipitat inom en solidlösning. Dessa partiklar hindrar dislokationsrörelse och därmed ökar materialets hårdhet och hållfasthet utan att kräva omfattande mekaniska arbeten.

Processen innefattar tre steg: lösningsbehandling där legeringen upphettas till en temperatur där ämnena löser sig i varandra, följt av snabbkylning till rumstemperatur för att skapa en övermättad solid lösning, och slutligen åldring vid bestämd temperatur för att bilda precipitat. Åldringen kan ske naturligt vid låg temperatur (naturlig åldring) eller artificiellt vid högre temperatur (artificiell åldring).

Åldringen bildar små, ofta intermetalliska faser som arbetar som hinder för dislokationsrörelse. Styrkan ökar när precipitaten är små och spårbara; överåldring leder till coarsening och minskad styrka. Materialegenskaperna är temperaturberoende och processparametrarna måste noggrant styras för att uppnå önskad kombination av styrka och duktilitet.

Användning och exempel: precipitationshärtning används framför allt i aluminiumlegeringar (särskilt 2xxx-, 6xxx- och 7xxx-serier), men förekommer även i vissa rostfria stål (t.ex. 17-4 PH, 15-5 PH) och koppar- eller nickelbaserade legeringar. Fördelen är hög hållfasthet i förhållande till vikt och god bearbetbarhet före härdning; begränsningar inkluderar krav på kontrollerad uppvärmning och kylning samt försämrad hållfasthet vid längre exponering för höga service-temperaturer.