Åldringshårdning

Åldringshårdning, även kallad precipitationshårdning, är en värmebehandlingsmetod som ökar styrkan hos vissa metalllegeringar genom bildning av små, finfördelade precipitat när materialet åldras. Metoden används särskilt för aluminium-, magnesium- och kopparbaserade legeringar samt vissa nickelbaserade superlegeringar.

Processen består vanligtvis av tre steg: lösningsbehandling där legeringen värms upp för att lösa de flesta legeringselement i en enda fas; snabbkylning (quenching) för att förhindra tidig prejudisk bildning och därmed uppnå en metastabil lösning; åldringssteget där små precipitat bildas vid måttlig temperatur. Åldringen kan ske vid rumstemperatur (naturlig åldring) eller vid förhöjd temperatur (artificiell åldring). Denna precipitationsbildning hindrar dislokationers rörelse och därigenom ökar materialets elasticitetsgräns och ibland hållfasthet.

Mikroskopiskt sker först bildning av små, koherenta eller semi-koherenta faser som senare kan utvecklas till större småfaser. Olika legeringar får olika precipitatfaser; i aluminiumlegeringar är vanliga faser som θ'' och θ' i Al-Cu, medan andra system karaktäriseras av sina egna lämpliga faser. Åldringsförloppet och dess temperaturer styr hur fint och hur länge precipitat bildas, och därmed hur starkt materialet blir.

Fördelarna med åldringshårdning är högre styrka med god duktilitet och relativt god formbarhet, men processen kräver noggrann kontroll av temperatur och tid. Överåldring minskar ofta styrkan genom att precipitat blir coarser. Användningen är vanlig inom flyg-, bil- och maskinindustri där hög styrka vid lågt vikt behövs.