时效硬化-冶金过程

时效硬化，也称为沉淀硬化，是一种用于增强金属及其合金强度的热处理方法。它被称为沉淀硬化，因为它利用固体杂质或沉淀进行强化过程。金属的老化是通过加热或在较低温度下保存，以形成沉淀。时效硬化的过程是由阿尔弗雷德·威尔姆发现的。

可锻金属和镍、镁、钛等合金适用于时效硬化工艺。通过时效硬化过程提高了拉伸强度和屈服强度。所形成的沉淀抑制了金属晶格中位错或缺陷的运动。金属和合金需要在高温下保持数小时才能发生沉淀;因此，这个过程称为时效硬化。

本文将探讨时效硬化技术及其应用。

时效硬化技术

时效硬化过程按三个步骤依次进行。首先用高温溶液对金属进行处理。所有的溶质原子被溶解形成单相溶液。大量的微观核，称为区域，在金属上形成。温度升高会进一步加速这种形成。

下一步是通过溶解度线快速冷却，使溶解度超过极限。其结果是保持亚稳态的超饱和固溶体。温度的降低阻止了扩散。最后，将过饱和溶液加热到中间温度，以诱导沉淀。金属保持这种状态一段时间。

时效硬化需要一定的参数才能成功完成。这些要求如下:

• 明显的最大溶解度
• 溶解度必须随温度的降低而降低
• 合金成分必须小于最大溶解度。

时效硬化的优点

下面列出了老化硬化的一些优点:

• 赋予金属高的抗拉和屈服强度
• 增强了耐磨性
• 时效硬化有利于易于加工
• 不会造成零件变形。

工业应用

时效硬化的一些工业应用如下:

• 强化金属，如铝，镍，不锈钢和钛
• 硬化闸阀，发动机零件，轴，齿轮和柱塞
• 加强球，衬套，涡轮叶片，紧固件，模具和核废料裂纹
• 处理飞机零部件、加工设备和阀杆。2020欧洲杯下注官网