Utwardzanie wydzieleniowe: Różnice pomiędzy wersjami

'''Utwardzanie wydzieleniowe''' także lub '''umocnienie dyspersyjnewydzieleniowe''' lub(nieściśle nazywane też '''umocnienieumocnieniem/utwardzeniem wydzieleniowedyspersyjnym''') - metoda [[obróbka termiczna|obróbki cieplnej]] [[metal (materiałoznawstwo)|metali]], prowadząca w efekcie do zwiększenia ich [[wytrzymałość materiałów|wytrzymałości mechanicznej]]. Utwardzenie[[Wzmocnienie (metalurgia) ‎ |Wzmocnienie/umocnienie]] jest efektem wydzielenia rozpuszczonego składnika z [[roztwórRoztwór przesycony|roztworuprzesyconego]] [[Roztwórroztwór przesyconystały|przesyconegoroztworu stałego]], aco w temperaturze niższej prowadząceprowadzi w efekcie do zmiany [[struktura metalu|struktury]] i właściwości [[stop metali|stopu]].

* w których [[dodatek stopowy]] częściowo rozpuszcza się w osnowie

* w wysokich temperaturach tworzy z osnową [[roztwór stały]] graniczny

* przy obniżaniu temperatury wykazuje małą rozpuszczalność graniczną.

Utwardzanie wydzieleniowe jest najefektywniejsze, gdy zmniejszenie rozpuszczalności dodatku stopowego zachodzi w wysokiej temperaturze tuż poniżej maksimum rozpuszczalności i prowadzi do wydzielenia fazy wtórnej. Utwardzanie wydzieleniowe jest bardzo efektywne, niestety w praktyce można go stosować w stosunku do nielicznych [[stop metali|stopstopów]]ów: [[Miedź|Cu]]-[[Beryl (pierwiastek)|Be]], [[Glin|Al]]-Cu. [[Nikiel|Ni]]-[[Chrom|Cr]], [[Żelazo|Fe]]-[[Ni]] (niektóre wysokostopowe stale niklowe, tzw. [[Martenzyt|martenzytycznemartenzyt]]yczne starzone).

'''Przesycanie''' polega na nagrzaniu metalu do temperatury niższej, niż temperatura, w której mogłyby się pojawiać pierwsze krople ciekłego stopu (poniżej linii solidusu), ale na tyle wysokiej, aby stop o danym składzie był jednofazowy i wygrzaniu stopu w tej temperaturze w celu uzyskania jednorodnego roztworu stałego. Przy szybkim schłodzeniu otrzymuje się przesycony roztwór stały, w stanie metastabilnym (przesyconym). Otrzymana struktura jest na ogół nietrwała, gdyż składnik stopowy znajdujący się w roztworze w nadmiernej ilości wykazuje tendencję do wydzielenia się. Przesycanie w niewielkim stopniu podwyższa właściwości mechaniczne stopów i w zasadzie poprzedza starzenie.

'''Starzenie''', kolejny etap obróbki cieplnej stopów metali uprzednio przesyconych;, polega na wygrzaniu ich w temperaturze odpowiednio niższej od temperatury przesycenia w celu wydzielenia z roztworu stałego przesyconego fazy (lub faz) o odpowiednim stopniu dyspersji, zawierającej składnik stopowy, znajdujący się w roztworze w nadmiarze. SkutkujeMoże nawetskutkować prawieniemal dwukrotnym zwiększeniem własności wytrzymałościowychwytrzymałości, przy mniejszej, ale wciąż stosunkowo niezłejdużej, [[Ciągliwość|ciągliwości]]. Dobre starzenie wymaga czasu i zachowania odpowiedniej temperatury procesu.

Starzenie w temperaturze podwyższonej nazywa się przyspieszonym albo sztucznym, w temperaturze otoczenia - naturalnym albo samorzutnym. W niektórych przypadkach starzenie zachodzi z udziałem faz pośrednich oraz stref Guiniera - Prestona, będących kompleksami, w których segregują się atomy rozpuszczone w sieci rozpuszczalnika.

StopPrzesycony przesyconyroztwór stały α, powoli chłodzony np. do temperaturtemperatury otoczenia, podlega przemianie wydzielania składnika przesycającego w postaci stosunkowo dużych ziaren fazy, skupionych głównie na granicach ziarn fazy α. Ten sam stop szybko ochłodzony do temperatury otoczenia ma budowę jednofazową przesyconego roztworu stałego α, ponieważ składnik przesycający nie zdąży się wydzielić. Przesycenie roztworu nadaje mu niewielką [[wytrzymałość]] i [[twardość]], ale znaczną ciągliwość. Uprzywilejowanym miejscem [[zarodkowanie|zarodkowania]] wydzieleń są defekty struktury krystalicznej, jak [[dyslokacja|dyslokacyjne]] granice bloków, pętle dyslokacji, granice ziaren. Duże stężenie [[wakans]]ów w stopie przesyconym ułatwia [[dyfuzja|dyfuzyjne]] tworzenie się wydzieleń.