什么是析出(沉淀)硬化?

作者: meilin
位于: 五金化工

析出或沉淀硬化(Precipitation Hardening)也叫做时效硬化,是一种加热强化可塑材料(如合金)的技术。这种技术通过产生叫做沉淀物的固体杂质,停止晶格结构内的变位活动。变位是材料可塑的主要原因,因此没有变位能增强材料的屈变力。合金通常用铝、镁、镍和钛合金

生成析出硬化材料起始于将材料加热到非常高的温度,以溶解沉淀物。沉淀物彻底溶解一般需要1-20小时。新混合物变得过饱和,并为进一步加工做好准备。

可以通过淬火获得溶液过度饱和。淬火能在水中,空气,或空气与水的混合物中完成。作为固溶强化的一个重要步骤,它使材料软化,并为下一阶段的沉淀硬化做好准备。

在起初和淬火阶段之后,溶液被时效化。人工时效通过加热溶液到室温以上发生,然后让其浸泡2-20小时。时效温度和浸泡时间由最终想要的产品强度决定。应谨慎控制温度和时间,因为温度过高和浸泡时间太久会导致沉淀物减少,并因此而降低强度并增加延展性。

自然时效是另一个选择。如果决定用这一方法,应知道自然时效方案的时间比上述方法长,需要几天到几周时间。

通过析出硬化过程产生的杂质会破坏不锈钢,铝和其它合金的晶格结构。它们抑制这些结构的变位,使材料颗粒不容易松散。抑制这些破坏是增加合金延展强度的关键。

用析出硬化生产的合金在制造业有许多实际应用。它们通常用于生产必须耐受高温的零部件,如压力容器或涡轮增压器等。许多合金在工业中有很重要的用途。例如,硅被用于生产半导体材料;铜则有从造船到屋顶材料等各种用途。