Hva er presipitasjonsherding?

Nedbørsherding, også kalt aldersherding, er en teknikk der varme tilføres et formbart materiale, for eksempel en metalllegering, for å styrke det. Teknikken herder legeringen ved å lage faste urenheter, kalt utfellinger, som stopper bevegelsen av dislokasjoner i krystallgitterstrukturen. Dislokasjoner er den viktigste årsaken til plastisitet i et materiale; således øker fraværet av dislokasjoner materialets avkastningsstyrke. Legeringer som vanligvis brukes inkluderer legeringer av aluminium, magnesium, nikkel og titan.

Å lage utfelling herdede materialer starter med å varme opp materialet til en veldig høy temperatur for å løse opp bunnfallet. Det tar alt fra 1 time til 20 timer før bunnfallet oppløses fullstendig. Den nye blandingen blir deretter overmettet og er klar til å behandles videre.

Overmettet av løsningen oppnås ved å slukke. Quenching kan fullføres i vann, luft eller en blanding av luft og vann. Som et viktig trinn i styrking av solid løsning, etterlater det materialet mykere og mer forberedt på den neste fasen med utfelling herding.

Etter den innledende fasen og den slukkende fasen eldes løsningen. Kunstig aldring skjer ved å varme opp løsningen til over romtemperatur og deretter la den trekke i 2 til 20 timer. Aldringstemperaturen og bløtleggingstiden bestemmes av den ønskede styrken til sluttproduktet. Det er viktig å være veldig forsiktig med både temperatur og tid, fordi for høy temperatur og for mye bløtlegging kan føre til mindre utfelling som reduserer styrke og øker duktiliteten.

Naturlig aldring er et annet alternativ. Hvis man bestemmer seg for å bruke dette alternativet, må man merke seg at naturlig aldring av en løsning tar mye lengre tid enn den nevnte metoden. Det kan ta alt fra noen dager til flere uker.

Urenheter som produseres gjennom nedbørshærdningsprosessen, forstyrrer strukturen til krystallgitteret i rustfritt stål, aluminium og andre legeringer. De hemmer dislokasjoner i disse strukturene som gjør det vanskeligere for løse partikler å skjære gjennom materialet. Hemming av disse forstyrrelsene er nøkkelen til å øke legeringens flytestyrke over tid.

Legeringer produsert ved nedbørshærdning har mange praktiske anvendelser i industrien. De brukes vanligvis til å lage deler som må tåle situasjoner med høy temperatur, for eksempel deler av et trykkbeholder eller en turbolader. Mange legeringer har veldig viktige bruksområder i industrien. Silisium, en aluminiumslegering, brukes til å produsere halvledermaterialer. Kobber, en annen aluminiumslegering, brukes til en rekke formål fra skipsbygging til taktekking.