precipitationshårdning

Precipitationshårdning, ibland kallad åldringshärdning, är en metallurgisk varmbehandlingsmetod som ökar hållfastheten hos vissa legeringar genom bildning av små disperserade sekundära faser (precipitater) inuti en tidigare löst lösning. Dessa precipitat fungerar som hinder mot dislokationsrörelse och därigenom stärker materialet, ofta utan en betydande viktökning.

Processen innefattar vanligtvis tre steg: lösningsbehandling där materialet värms över lösligheten för att bilda en homogen lösning, följt av snabb kylning för att skapa en mättad fast lösning. Åldringsstadiet följer och kan ske naturligt vid rumstemperatur eller artificiellt vid högre temperatur. Under åldringen diffunderar ämnen och bildar små precipitat som växer tills systemet når jämviktsstadiet; precipitatstorlek och densitet styr hur mycket hårdning som uppnås och hur länge den bibehålls.

Vanliga materialområden är aluminiumlegeringar som Al-Cu, Al-Mg-Si och Al-Zn-Mg-Cu, där precipitat ofta är faser som Al2Cu eller Mg2Si. Nickelbaserade superlegeringar uppnår mycket hög styrka genom gamma'-faserna Ni3(Al,Ti). Olika precipitat kan vara coherenta eller semikoherenta med värdens gitter, vilket påverkar styrka och duktilitet, samt hur hårdningen åldras över tid.

För- och nackdelar inkluderar högre hållfasthet jämfört med oåldrade legeringar, god temperaturbeständighet och möjlighet till styrprofil genom temperatur och tid. Begränsningar innefattar risk för överåldring, krav på noggrann processkontroll samt potentiell minskad duktilitet vid vissa åldringsnivåer. Precipitationshårdning är därmed en central teknik för att konstruera högpresterande material.

---