Was ist Fällungshärtung?
Ausscheidungshärten, auch als Aushärten bezeichnet, ist eine Technik, bei der Wärme auf ein formbares Material wie eine Metalllegierung aufgebracht wird, um es zu verstärken. Die Technik härtet die Legierung aus, indem feste Verunreinigungen, sogenannte Niederschläge, erzeugt werden, die die Bewegung von Versetzungen in der Kristallgitterstruktur stoppen. Versetzungen sind die Hauptursache für Plastizität in einem Material; Somit erhöht das Fehlen von Versetzungen die Streckgrenze des Materials. Zu den üblicherweise verwendeten Legierungen gehören Legierungen aus Aluminium, Magnesium, Nickel und Titan.
Das Erzeugen von ausscheidungsgehärteten Materialien beginnt mit dem Erhitzen des Materials auf eine sehr hohe Temperatur, um den Niederschlag aufzulösen. Es dauert zwischen 1 Stunde und 20 Stunden, bis sich der Niederschlag vollständig aufgelöst hat. Die neue Mischung wird dann übersättigt und kann weiterbehandelt werden.
Die Übersättigung der Lösung wird durch Abschrecken erreicht. Das Abschrecken kann in Wasser, Luft oder einer Mischung aus Luft und Wasser durchgeführt werden. Als wichtiger Schritt bei der Festlösungsverfestigung wird das Material weicher und besser auf die nächste Phase des Ausscheidungshärtens vorbereitet.
Nach der Anfangsphase und der Abschreckphase wird die Lösung gealtert. Künstliche Alterung erfolgt durch Erhitzen der Lösung auf über Raumtemperatur und anschließendem Einweichen für 2 bis 20 Stunden. Die Alterungstemperatur und die Einweichzeit werden durch die gewünschte Festigkeit des Endprodukts bestimmt. Es ist wichtig, sowohl bei der Temperatur als auch bei der Zeit sehr vorsichtig zu sein, da eine zu hohe Temperatur und zu viel Einweichen zu weniger Niederschlägen führen kann, was die Festigkeit verringert und die Duktilität erhöht.
Natürliches Altern ist eine weitere Option. Wenn Sie sich für diese Option entscheiden, beachten Sie, dass das natürliche Altern einer Lösung viel länger dauert als die oben beschriebene Methode. Es kann einige Tage bis mehrere Wochen dauern.
Verunreinigungen, die beim Ausscheidungshärten entstehen, stören die Struktur des Kristallgitters in Edelstahl, Aluminium und anderen Legierungen. Sie hemmen Versetzungen in diesen Strukturen, die es losen Partikeln erschweren, durch das Material zu schneiden. Das Verhindern dieser Störungen ist der Schlüssel zur Erhöhung der Streckgrenze der Legierung im Laufe der Zeit.
Durch Ausscheidungshärten hergestellte Legierungen haben viele praktische Anwendungen in der Fertigungsindustrie. Sie werden normalerweise zur Herstellung von Teilen verwendet, die Hochtemperatursituationen standhalten müssen, wie z. B. Teile eines Druckbehälters oder eines Turboladers. Viele Legierungen haben in der Industrie sehr wichtige Verwendungen. Silizium, eine Aluminiumlegierung, wird zur Herstellung von Halbleitermaterialien verwendet. Kupfer, eine andere Aluminiumlegierung, wird für eine Vielzahl von Zwecken verwendet, vom Schiffbau bis zum Dach.