¿Qué es el endurecimiento de la precipitación?
El endurecimiento por precipitación, también conocido como endurecimiento por envejecimiento, es una técnica en la que se aplica calor a un material maleable, como una aleación de metal, para fortalecerlo. La técnica endurece la aleación creando impurezas sólidas, llamadas precipitadas, que detienen el movimiento de las dislocaciones en la estructura de la red cristalina. Las dislocaciones son la causa principal de plasticidad en un material; por lo tanto, la ausencia de dislocaciones aumenta el límite elástico del material. Las aleaciones típicamente utilizadas incluyen aleaciones de aluminio, magnesio, níquel y titanio.
La creación de materiales endurecidos por precipitación comienza con el calentamiento del material a una temperatura muy alta para disolver el precipitado. El precipitado se disuelve por completo de 1 hora a 20 horas. La nueva mezcla se vuelve sobresaturada y está lista para ser tratada más a fondo.
La sobresaturación de la solución se logra mediante enfriamiento rápido. El enfriamiento se puede completar en agua, aire o alguna mezcla de aire y agua. Como un paso importante en el fortalecimiento de la solución sólida, deja el material más suave y más preparado para la siguiente fase de endurecimiento por precipitación.
Después de la fase inicial y la fase de enfriamiento, la solución se envejece. El envejecimiento artificial se produce al calentar la solución a una temperatura superior a la ambiente y luego dejarla en remojo durante 2 a 20 horas. La temperatura de envejecimiento y el tiempo de remojo están determinados por la resistencia deseada del producto final. Es importante tener mucho cuidado con la temperatura y el tiempo, porque una temperatura demasiado alta y un remojo excesivo pueden provocar menos precipitados, lo que disminuye la resistencia y aumenta la ductilidad.
El envejecimiento natural es otra opción. Si uno decide usar esta opción, tenga en cuenta que, naturalmente, el envejecimiento de una solución lleva mucho más tiempo que el método mencionado anteriormente. Puede tomar desde unos pocos días hasta varias semanas.
Las impurezas que se producen a través del proceso de endurecimiento por precipitación interrumpen la estructura de la red cristalina en acero inoxidable, aluminio y otras aleaciones. Inhiben las dislocaciones en estas estructuras, lo que dificulta que las partículas sueltas atraviesen el material. Inhibir estas interrupciones es clave para aumentar el límite elástico de la aleación con el tiempo.
Las aleaciones fabricadas por endurecimiento por precipitación tienen muchos usos prácticos en la industria manufacturera. Por lo general, se utilizan para fabricar piezas que deben soportar situaciones de alta temperatura, como partes de un recipiente a presión o un turbocompresor. Muchas aleaciones tienen usos muy importantes en la industria. El silicio, una aleación de aluminio, se utiliza para fabricar materiales semiconductores. El cobre, otra aleación de aluminio, se utiliza para una amplia variedad de propósitos, desde la construcción naval hasta el techo.