Γιατί κάποια κράματα γίνονται ισχυρότερα σε θερμοκρασία δωματίου;

Ορισμένα κράματα γίνονται ισχυρότερα σε θερμοκρασία δωματίου λόγω μιας διαδικασίας που ονομάζεται βροχόπτωση ή σκλήρυνση της ηλικίας. Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει το σχηματισμό μικρών, ομοιόμορφα κατανεμημένων σωματιδίων μιας δεύτερης φάσης εντός της μικροδομής του κράματος. Αυτά τα σωματίδια δρουν ως εμπόδια στην κίνηση εξάρθρωσης, που είναι ο πρωταρχικός μηχανισμός με τον οποίο τα μέταλλα παραμορφώνονται πλαστικά. Ως αποτέλεσμα, το κράμα γίνεται ισχυρότερο και πιο δύσκολο.

Η διαδικασία ενίσχυσης των βροχοπτώσεων περιλαμβάνει συνήθως τα ακόλουθα βήματα:

1. Λύση: Το κράμα θερμαίνεται σε υψηλή θερμοκρασία έως ότου όλα τα στοιχεία κράματος διαλύονται πλήρως στο στερεό διάλυμα.

2. Σκύβιση: Το κράμα ψύχεται ταχέως, τυπικά με σβέση νερού, για να παγιδεύει τα στοιχεία κράματος στο στερεό διάλυμα. Αυτό εμποδίζει τον σχηματισμό φάσεων ισορροπίας κατά τη διάρκεια της ψύξης.

3. γήρανση: Το σβήσιμο κράμα διατηρείται σε χαμηλότερη θερμοκρασία για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα, επιτρέποντας στα στοιχεία που διαχέονται και σχηματίζουν κατακρημνισμένα στοιχεία. Το μέγεθος, το σχήμα και η κατανομή αυτών των ιζημάτων εξαρτώνται από τη θερμοκρασία και το χρόνο γήρανσης.

4. Αντοχή κορυφής: Το κράμα φτάνει στην μέγιστη αντοχή του όταν τα ιζήματα φθάνουν σε ένα βέλτιστο μέγεθος και κατανομή. Σε αυτό το σημείο, το κράμα παρουσιάζει τον καλύτερο συνδυασμό αντοχής και ολκιμότητας.

Η ενίσχυση των βροχοπτώσεων χρησιμοποιείται συνήθως σε κράματα αλουμινίου, χαλκού και τιτανίου, μεταξύ άλλων. Με τον έλεγχο της σύνθεσης κράματος, των παραμέτρων θερμικής επεξεργασίας και των συνθηκών γήρανσης, είναι δυνατόν να επιτευχθεί ένα ευρύ φάσμα μηχανικών ιδιοτήτων και να προσαρμόσουμε το κράμα σε συγκεκριμένες εφαρμογές.