Старением называются процессы, протекающие внутри металла и производящие в итоге к некоторым изменениям структуры, а также физических и механических свойств. Отклонение от нормы может привести к тому, что материал станет более хрупким, мягким, потеряет в упругости и т.п. Однако в этом процессе могут раскрыться и нужные свойства, например, в сплавах с высоким содержанием никеля вместе с состариванием повышаются жаропрочные качества.
Состаривание, что это и от чего происходит?
Если говорить о том, что такое старение, материаловедение так называет изменение внутреннего равновесного состояния. Оно происходит под влиянием целого ряда факторов:
- различные механические воздействия/нагрузки (сгибание, разгибание, надавливание и т.п.);
- воздействие высоких температур, приводящее в активное движение атомы;
- влияние магнитного поля (намагничивание и размагничивание);
- отдельные световые излучения.
Виды старения металла: естественное и искусственное
Существуют два типа старения — естественное и искусственное, по названиям которых понятна суть.
- Если говорят о естественном, то это то, которое происходит самопроизвольно, натуральным путём, не требуя принятия каких-либо отдельных мер или создания специальных условий. Такой процесс длится долго, он очень медленный, и при температурах ближе к 20 градусам немного ускоряется.
- Искусственное, как понятно по названию, происходит под влиянием определенных факторов, задействованных специально для того чтобы достичь изменения равновесного состояния металла. Оно может быть достигнуто термическим воздействием или пластическим деформированием.
Термическое проводится при подогреве металла до определенного температурного показателя, а затем выдержкой на воздухе с параллельным охлаждением при этом. В зависимости от обрабатываемого сплава и свойств, которые требуется получить в результате, проводятся такие виды состаривания:
- полное;
- неполное;
- перестаривание;
- стабилизирующее.
Для того чтобы ускорить естественное старение, но не добавляя при этом особых воздействий, описанных в материаловедении, материал подлежит выдерживанию при температуре не ниже комнатной. Выдержка – только на открытом воздухе. Продолжительность – свыше 15 дней. Когда нужно ускорить процесс, металл выдерживают в специальных печах и по отдельным технологиям.
В зависимости от вида материала, подлежащего состариванию, подбирается наиболее оптимальный способ. Если нужно провести естественное старение алюминиевых сплавов, то может быть выбрано механическое воздействие – проведение пластической деформации при нагревании, но при этом температура не должна дойти до рекристаллизационной. Для легированных сталей рекомендовано совмещение механического и термического методов.
Состаривание часто применяется в металлургической промышленности в виде дополнительной обработки сплава на заключительном этапе. Оно позволяет составы сделать более твёрдыми, что ценно для деталей и узлов повышенной прочности.
