Taložno ojačavanje
Mogućnosti ojačavanja rafinacijom zrna i obrazovanjem čvrstih rastvora su
ograničene. Dalje ojačavanje može se postići u dvofaznim legurama. Izuzetno veliki
efekti ojačavanja se postižu u legurama u kojima je jedna sekundarna faza fino
ispergovana u osnovnom metalu. Ovakve legure mogu da se dobiju na nekoliko načina a
jedan od najpoznatijih je proces termičkog taloženja koji se zasniva na razlaganju
prezasićenog čvrstog rastvora. U zavisnosti od vrste osnovnog i legirajućeg metala,
razlaganje prezasićenog čvrstog rastvora se odvija tako što se ili odmah izdvajaju
ravnotežne čestice naloga, ili se pre ravnotežnih čestica izdvaja jedan ili više
metastabilnih taloga. Ovaj drugi slučaj se obično definiše kao taloženje u nizu.
Najpoznatiji primer je legura
Al-Si
, u kojoj se reakcija taloženja odvija uzastopnim
stvaranjem četiri vrste taloga: koherentnih
G.P.
zona,
Q
'' taloga, delimično koherentnog
Q
' taloga i nekoherentnog
Q
taloga.
Efekti ojačavanja u legurama, u kojima se sekundarne faze obrazuju termičkim
taloženjem, zavise od vrste taloga. Podela čestica obično se vrši prema prirodi granične
površine između čestica i osnove. S obzirom da granična površina može da bude:
koherentna, delimično koherentne i nekoherentna, čestice se dele na koherentne,
delimično koherentne i nekoherentne.
Koherentne i delimično koherentne čestice, po pravilu, izazivaju najveće efekte
ojačavanja u legurama u kojima se sekundarne faze obrazuju termičkim taloženjem.
Ojačavanje, dobijeno postupkom termičkog taloženja, zove se
taložno ojačavanje.
Cilj taložnog ojačavanja je stvaranje u termički obrađenoj leguri gusto i fino
raspoređenih istaloženih čestica u plastičnoj osnovi. Istaložene čestice deluju kao
prepreke za kretanje dislokacija i zbog toga ojačavaju termički obrađenu leguru.
Da bi legura bila sposobna za ojačavanje taloženjem, treba da budu ispunjeni
sledeći uslovi:
1.
na višim temperaturama legura mora bar delimično da se sastoji
iz čvrstog rastvora
2.
pri laganom hlađenju mora da dođe do izdvajanja taloga u
čvrstom rastvoru tj. Da postoji izražena solvus linija
3.
homogen čvrst rastvor, postojan na višim temperaturama, mora
pri kaljenju na niže temperature da bude zadržan u homogenom
ali presićenom stanju
Stadijumi u procesu taložnog ojačavanja:
1.
Rastvarajuće žarenje
je prvi stadijum u ovom procesu. Ponekad se ova obrada
označava kao rastvaranje. Uzorci legure koji mogu biti u plastično
deformisanom ili livenom obliku, se zagreju do temperatura između
temperature solvus i solidus linije i drže dok se ne obrazuje homogena
struktura čvrstog rastvora. Temperatura t
t
u tački C na slici 2 je izabrana za
leguru x
t
zbog toga što se ona nalazi na sredini između faznih granica solvus i
likvidus linije za čvrsti rastvor
2.
Kaljenje
je drugi stadijum u procesu taložnog ojačavanja. Uzorci se brže hlade
do niže temperature, obično sobne, a sredstvo za hlađenje je najčešće voda.
Struktura uzorka legure, posle kaljenja u vodi, sastoji se od prezasićenog
čvrstog rastvora. Prema tome, struktura legure x
1
posle kaljenja do
temperature t
3
u tački D, sastoji se od prezasićenog α-čvrstog rastvora.
3.
Starenje
je treći stadijum u procesu taložnog ojačavanja. Taloženje u uzorku
legure, koji je prethodno podvrgnut rastvarajućem žarenju i kaljenju, potrebno
je da bi se obrazovao fini disperzni talog. Obrazovanje finog disperznog
taloga u leguri je cilj procesa taložnoh ojačavanja. Fin talog u leguri usporava
kretanje dislokacija u toku deformisanja, prisiljavajući dislokacije da vrše
sečenje istaloženih čestica, ili da ih zaobilaze. Ograničavanjem kretanja
dislokacija u toku deformisanja legura ojačava.
Starenje legure na sobnoj temperaturi naziva se
prirodno starenje
, dok se starenje
na povišenoj temperaturi naziva
veštačko starenje.
Većina legura zahteva veštačko
starenje.
2
