UTWARDZANIE

DYSPRESYJNE

Wyk. Szymon Zaśkiewicz



Utwardzanie

dyspresyjne

zwane

również

utwardzaniem

wydzieleniowym lub umacnianiem
wydzieleniowym jest metodą obróbki
cieplnej metali prowadząca w efekcie
do

zwiększenia

wytrzymałości

mechanicznej.

Co to jest?

Etapy procesu utwardzania

dyspresyjnego

Utwardzanie

dyspresyjne

I.Przesycani

e

II. Starzenie



Jest początkowym procesem utwardzania

wydzieleniowego, polega na nagrzaniu

stopu do temperatury maksymalnej

rozpuszczalności drugiego składnika

(powyżej linii soluvus) i szybkim oziębieniu

w wodzie.

PRZESYCANIE

Kształt linii solvus warunkujący możliwość wywołania utwardzania

wydzieleniowego

Kliknij ikonę, aby dodać obraz



Jest kolejnym etapem obróbki cieplnej stopów
metali

uprzednio

przesyconych.

Polega

na

wygrzaniu ich w temperaturze odpowiednio niższej
od temperatury przesycenia w celu wydzielenia z
roztworu stałego przesyconego fazy o odpowiednim
stopniu dyspersji. Skutkuje prawie dwukrotnym
zwiększeniem własności wytrzymałościowych, przy
mniejszej

ale

nadal

stosunkowo

wysokiej

ciągliwości. Dobre starzenie wymaga czasu i
zachowania odpowiedniej temperatury procesu.

STARZENIE

Linia do przesycania i starzenia

aluminium



Starzenie przyśpieszone

(sztuczne)



Starzenie naturalne

(samorzutne)

RODZAJE STARZENIA



Starzenie

sztuczne

zwane

również

przyspieszonym

jest

procesem

przyśpieszającym

wydzielanie

przez

nagrzanie uprzednio przesyconego stopu
do temperatury znacznie niższej od
temperatury przesycania.

STARZENIE SZTUCZNE



Proces w którym jeśli w temperaturze

pokojowej zachodzi dyfuzja drugiego

składnika, to może się on wydzielać i

zachodzi zwykle w dłuższym czasie zwany

jest starzeniem naturalnym lub

samorzutnym.

STARZENIE NATURALNE

Współczesne urządzenie do

utwardzania wydzieleniowego

Utwardzanie wydzieleniowe jest możliwe

tylko dla stopów:



w których dodatek stopowy częściowo
rozpuszcza się w osnowie



które w wysokich temperaturach tworzą z
osnową roztwór stały graniczny



które przy obniżaniu temperatury wykazują
małą rozpuszczalność graniczną

WARUNKI STOSOWANIA



Utwardzanie wydzieleniowe jest

najefektywniejsze gdy zmniejszenie

rozpuszczalności dodatku stopowego

zachodzi w wysokiej temperaturze tuż

poniżej maksimum rozpuszczalności i

prowadzi do wydzielenia fazy wtórnej.

NAJLEPSZE WARUNKI

Powłoka metalu utwardzonego

wydzieleniowo



Cu-Be



Al-Cu



Ni-Cr



Fe-Ni

STOPY W KTÓRYCH

WYKORZYSTUJE SIĘ

UTWARDZANIE

WYDZIELENIOWE

Wykres zależności temperatury od udziału

molowego pierwiastków dla stopu Cu-Be.

Przykład utwardzonego stopu

Cu-Be

Wykres zależności temperatury od

udziału molowego dla stopu Al-Cu

Struktura utwardzonego stopu

Al-Cu

Wykres zależności temperatury i

udziału masowego stopu Ni-Cr

Cząsteczka utwardzonego stopu Ni-

Cr w powiększeniu mikroskopowym

Wykres temperatury i udziału

procentowego pierwiastków stopu Fe-Ni

Przykład utwardzonego stopu

Fe-Ni



Mechanizm umocnienia przez cząstki

zaproponował Orowan. Ruch dyslokacji jest

hamowany przez cząstki, jednak dyslokacja może

się przemieszczać miedzy cząstkami (rys.b). W

wyniku poślizgu następuje stopniowe wyginanie

dyslokacji, aż do utworzenia pętli wokół każdej

cząstki (rys.c). Dyslokacja odrywa się wówczas od

cząstek, powodując zmniejszenie efektywnej

odległości między cząstkami, co utrudnia

przejście następnej dyslokacji.

WYJAŚNIENIE UTWARDZENIA

WYDZIELENIOWEGO NA

PODSTAWIE TEORII DYSLOKACJI

Kliknij ikonę, aby dodać obraz

Kolejne fazy mechanizmu umocnienia według Orowana



Jeśli zdoła jednak ona przejść, utworzą się
dodatkowe pętle, aż ruch dyslokacji
zostanie zablokowany. Stan taki odpowiada
silnemu umocnieniu stopu. Wzrost ilości
fazy umacniającej i jej dyspersji prowadzi
do wzrostu umocnienia. Najsilniej
umacniają stop cząsteczki koherentne z
osnową, które są zapętlane przez dyslokacje



„Metaloznawstwo” Karol Przybyłowicz



„Podstawy materiałoznawstwa” Henryk
Woźnica

LITERATURA