Mechanische Eigenschappen van aluminium Deel 1
Principes van verouderingsharding
De basisvereiste voor een legering of deze in staat is tot verouderingsharding is een afname van de oplosbaarheid in de vaste toestand van een of meer van de legeringselementen bij dalende temperatuur.
Warmtebehandeling omvat doorgaans de volgende stadia:
1.Oplosgloeien bij een relatief hoge temperatuur binnen het enkelfasegebied, bijvoorbeeld A op afbeelding 1, om de legeringselementen in oplossing te doen gaan.
2.Snelle koeling of afschrikken, gewoonlijk tot kamertemperatuur, om te komen tot een oververzadigde vaste oplossing (OVVO) van deze elementen in aluminium.
3.Beheerst uiteenvallen van de OVVO waarbij een fijn verdeelde uitscheiding wordt gevormd, gewoonlijk door veroudering gedurende een geschikte tijdsduur op een of soms twee middelmatig hoge temperaturen. Het volledig uiteenvallen van een OVVO is een complex proces dat verscheidene stadia kan beslaan. Kenmerkend is de vorming van Guinier-Preston- (GP-) zones en een tijdelijk precipitaat naast de evenwichtsfase. De GP-zones zijn geordende groepen atomen die rijk zijn aan opgeloste vreemde atomen, die vaak slechts een of twee atoomlagen dik zijn. Ze behouden de structuur van de matrix en zijn ermee coherent, hoewel ze gewoonlijk aanzienlijke elastische spanningen veroorzaken (zie afbeelding 2). Hun vorming vereist de beweging van atomen over betrekkelijk korte afstanden zodat ze zeer fijn zijn verdeeld in de matrix met dichtheden die kunnen oplopen tot wel 1017 tot 1018 cm-3. Afhankelijk van het legeringssysteem kan de snelheid waarmee kiemvorming plaatsvindt en de actuele structuur in sterke mate worden beïnvloed door de aanwetechnische zigheid van een overmaat aan vacante roosterplaatsen, welke eveneens achterblijven als gevolg van het afschrikken. Het tussentijdse precipitaat is gewoonlijk veel groter van afmeting dan een GP-zone en is slechts ten dele coherent met de roostervlakken van de matrix. Het heeft een vaste samenstelling en kristalstructuur die slechts...