Talozno i disperzno ojacavanje

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 tt u tački C na slici 2 je izabrana za leguru xt 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 x1 posle kaljenja do temperature t3 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.