TEM-bilde
Tverrsnitt av en β’’ – Mg2Si partikkel omgitt av aluminium (HAADF-STEM). Forstørrelse: cirka 10 millioner ganger.
TEM-bilde
Av /SINTEF.
TEM-bilde
Utfelte β’’ – Mg2Si partikler (precipitates – sees som hvite prikker) og dispersoider i en AlMgSi-legering ved maksimal hardhet (TEM-mørkfelt). Forstørrelse: ca. 230.000 ganger.
TEM-bilde
Av /NTNU.
Lisens: CC BY SA 3.0

Utfellingsherding er en måte å herde legeringer på som gjør bruk av varmebehandling. I noen legeringer fører prosessen til at svært små partikler felles ut i stort antall i grunnmaterialet, noe som øker materialets styrke og hardhet. Aluminium-, kobber- og magnesiumlegeringer er eksempler på legeringer som oppnår stor styrkeøkning ved utfellingsherding.

Legeringer som viser god styrkeøkning ved utfellingsherding har stor løselighet ved høy temperatur av enkelte grunnstoffer og liten løselighet ved lav temperatur, samt evne til å danne små partikler i et stort antall.

Prosessen

Varmebehandlingsprosessen består normalt av flere trinn:

  1. Legeringen varmes opp til en høy temperatur, og legeringens tilsatte grunnstoffer bringes i løsning.
  2. Legeringen bråkjøles til romtemperatur, slik at de tilsatte grunnstoffene forblir i mettet løsning under avkjølingen.
  3. Ved lagring ved romtemperatur felles grunnstoffene ut som små partikler i stor tetthet. Dette kalles eldning. Utfelling av disse små partiklene påskyndes ved lagring på litt høyere temperatur og avsluttes når maksimal styrke nås. Dette kalles kunstig eldning.

På engelsk heter utfellingsherding precipitation hardening, fordi de små utfelte partiklene kalles precipitates.

Når de små utfellingene dannes, har de i kimdanningsfasen en gitterstruktur som passer nært sammen med grunnmaterialet. Selve herdeprosessen skyldes at når de små partiklene vokser, passer gitterstrukturen deres etter hvert dårligere til grunnmaterialet, slik at det oppstår store lokale spenninger rundt partiklene. Disse spenningene hindrer dislokasjonene i å bevege seg, og materialet erfares som sterkere.

Eksempel

Støtfangere til bil lages i aluminiumlegeringer som tilsettes magnesium, kobber og sink. De formes i «bløt» tilstand ved høy temperatur, eller rett etter bråkjøling til romtemperatur. Etterpå gis de styrke ved kunstig eldning.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg