Utwardzanie wydzieleniowe
Z Wikipedii
Utwardzanie wydzieleniowe – umocnienie wywołane wydzielającymi się cząstkami w roztworze przesyconym, składa się z dwóch zabiegów: przesycania i starzenia. Umocnienie wydzieleniowe jest efektem przemian zachodzących w stopach metali podczas zabiegów obróbki cieplnej przesycania i starzenia (utwardzania dyspersyjnego). Sposób umocnienia jest bardzo efektywny - w konkretnych przypadkach zapewnia prawie dwukrotny wzrost wytrzymałości, przy stosunkowo niezłej ciagliwości - ale praktycznie ograniczony do nielicznych stopów: Cu-Be, Al-Cu. Ni-Cr, Fe-Ni (niektóre wysokostopowe stale niklowe, tzw. martenzytczne starzone).
Wspomnianym zabiegom utwardzania dyspersyjnego podlegają stopy, w których występuje zmniejszanie się rozpuszczalności jednego składnika w drugim z obniżaniem temperatury. Powoli chłodzony do temperatur otoczenia podlega przeminie wydzielania składnika przesycającego w postaci stosunkowo dużych ziarn fazy i 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 zarodkowania wydzieleń są defekty struktury krystalicznej, jak dyslokacyjne granice bloków, pętle dyslokacji, granice ziarn. Duże stężenie wakansów w stopie przesyconym ułatwia dyfuzyjne tworzenie się wydzieleń.
Hamowanie poślizgów dyslokacji przez oddziaływanie pól naprężeń zlokalizowanych wydzieleń jest złożone. Prawdopodobnie polega na równoczesnym działaniu kilku mechanizmów. Dla umocnienia wydzieleniowego typowy jest zakres średniej odległości między źródłami pól naprężeń. Występuje przy tym oddziaływanie dyslokacji i odkształcalnych wydzieleń:
- dalekigo zasięgu, jeżeli dyslokacja znajduje się od wydzielenia w odległości i rzędu odległości miedzy wydzieleniami zostało opracowane przez Motta i Nabarro i dane zależnością: τ=2GεC
- bliskiego zasięgu, jeżeli dyslokacja znajduje się bezpośrednio pczy wydzieleniu. Opracowane przez Kelly'ego i Fine'a prawdopodobnie jest efektywniejszym czynnikiem umocnienia. Poruszająca się dyslokacja napotykając na drodze poślizgu wydzielenie, dzieki jego odkształcalności pokonuje je przez tzw. przepełzanie. Naprężenie uruchomienia poślizgu dyslokacji dane jest zależnością: τ=(γ*C1/2/b)
gdzie C jest udziałem obietościwym wydzieleń w stopie. Całkowitym umocnieniu wydzieleniowym pewien udział ma również umocnienie roztworowe, związane z obecnością w roztworze atomów obcych.
