Procesul prin care se realizează durificarea aliajului poartă denumirea de durificare structurală, sau îmbătranire.
Dacă durificarea are loc la temperatura ambiantă se produce o îmbătranire naturală, iar dacă se realizează la diferite temperaturi are loc o îmbătranire artificială.
Viteza proceselor ce au loc şi proprietăţile mecanice după durificarea structurală pot fi influenţate şi de deformarea plastică şi de adăugarea altor elemente ce formează, cu componentele aliajului, soluţii solide de substituţie.
Fenomenul de îmbătranire care apare prin deformare mecanică se numeşte îmbătranire mecanică, iar cel care apare după călire se numeşte îmbătranire prin călire.


La tratamentul termic al aliajelor este posibilă modificarea proprietăţilor, dacă componentele lor formează o serie de soluţii solide la care gradul de solubilitate se modifică cu variaţia temperaturii.
Efectul tratamentului termic depinde de proporţia cantitativă a fazelor, de cantitatea separărilor diferitelor faze şi de poziţia reciprocă a acestora.
Durificarea structurală, sau îmbătranirea, se realizează printr-un tratament termic de călire, urmat de o nouă încălzire sau menţinere un timp îndelungat la temperatura ambiantă. Durificarea structurală a fost pusă în evidenţă de către A. Wilm (1911), cand a elaborat un aliaj de Al, Cu, Mg, Mn, numit apoi duraluminiu. După ce a făcut un tratament termic noului aliaj (încălzirea la 748°K, urmată de o călire în apă), A. Wilm a constatat o duritate relativ slabă. Efectuînd o nouă măsurare, după o săptămană, el constată o duritate considerabil mai mare. Aliajul s-a durificat structural. Negăsind la microscopul optic nici o modificare a structurii, Wilm n-a putut interpreta fenomenul.

In 1920, Monica Waltenberg şi Scott au arătat că durificarea aliajului Al-Cu este legată de micşorarea solubilităţii cuprului în Al în timp ce temperatura scade. După călire, matricea metalică suprasaturată în cupru este în stare de echilibru instabil. Cu trecerea timpului, matricea evoluează către o stare de echilibru mai stabilă, eliminand sub formă de „precipitaţi" elementele conţinute în stare suprasaturată. Aceşti „precipitaţi" se localizează pe planele de alunecare ale matricei şi le blochează. Fenomenul de precipitare rezultă în urma difuziunii atomilor de Cu dizolvaţi, care poate avea loc la temperatura ambiantă, dar în mod foarte lent. Cum mijloacele tehnice din acea vreme nu au permis punerea în evidenţă a „precipitaţilor" s-a emis ipoteza că ar fi de natură submicroseopieă.
In 1937-1938, Guiner în Franţa şi Preston în Anglia, independent unul de altul, au demonstrat, cu ajutorul razelor X, că trecerea sistemului spre o stare de echilibru mai stabil are loc în mai multe etape.

în prima etapă, atomii de Cu dizolvaţi se adună în zonele din matrice unde există imperfecţiuni structurale, de obicei, pe planele de alunecare sau la limitele grăunţilor, deoarece difuziunea atomilor este favorizată de distorsiunile reţelei.
în general, atomii dizolvaţi nu au aceeaşi dimensiune cu atomii matricei şi pianele cristalografice vecine cu cele în care s-au creat îngrămădirile de atomi suferă o distorsiune a reţelei, se nasc tensiuni interioare care durifică metalul. Structura îngrămădirilor sau zonelor fiind aceeaşi cu a matricei se spune că există o precipitare coerentă.

în cele expuse s-a considerat formarea şi creşterea „precipitaţilor" la temperatura ambiantă şi s-a admis că sunt guvernate de difuziunea atomilor dizolvaţi în matrice. Această difuziune fiind mică la temperatura ambiantă şi procesul de durificare lent este numită „îmbătranire naturală".
Creşterea temperaturii măreşte viteza difuziunii, se accelerează procesul de precipitare şi durificarea se produce în timp mai scurt. Pentru a specifica faptul că această durificare este intenţionat accelerată, procesul va fi denumit „îmbătranire artificială".

Se observă că, la temperaturile de 273, 293 şi 313°K, maximul de duritate nu-i atins nici după 80 de ore de îmbătranire. La temperaturi mai mari (353-373°K), creşterea durităţii este mai puţin pronunţată şi este urmată imediat de o marcantă diminuare. După 80 de ore la 373°K, oţelul este mult mai moale decat iniţial, deoarece a apărut coalescenţa precipitaţilor.
In practică se studiază aptitudinea de durificare a otelului încălzindu-l la 523°K timp de o oră şi se cercetează modificarea durităţii. Mulţi specialişti iustin că o asemenea accelerare a îmbătranirii ar produce denaturări şi insistă să se facă încălzirea la 253-373°K timp de 10 ore pentru a nu se îndepărta prea mult de condiţiile îmbătranirii naturale.

---

Tag-uri: metal, aliaj, fier, otel

---

Categorie: Stiinta si Tehnica  - ( Stiinta si Tehnica - Archiva)

Data Adaugarii: 09 October '10

---

Adaugati un link spre aceasta pagina pe blog-ul, site-ul sau forum-ul Dvs. :

---