Старение металлов

[aging] — 1. Измен, механич., физич. и химич. св-в металлов и сплавов в процессе вылежив. при комн. темп-ре (естеств. с.) или при нагреве (искусств, с.), а тж. при выдержке и эксплуат. при разных темп-pax после хол. пластич. деформации (де-формац. с.). С. обусл. термодинамич. неравновесностью исх. сост. и постеп. приближ. структуры к равновес. сост. в условиях достат. диф-фуз. подвижности атомов. В чистых металлах неравномерность исх. структуры сост. в избыт, (для низких темп-р) концентр, вакансий и др. дефектов кристаллич. решетки, а в сплавах и металлах технич. чистоты, содерж. опред. примеси, — всохран. пересыщ. тв. р-ра. 2. Заключит, операция термич. обработки спец. кл. кон-струкц. материалов — стареющих (или дисперсионно-тверд.) сплавов; приводит к уве-лич. тв. и прочн. при одноврем. сниж. плас-тичн. и удар, вязкости. Изв. много стар, сплавов на основе AJ, Mg, Cu, Ni и др. В принципе с. применимо к любому сплаву, в к-ром имеется пересыщ. тв. р-р. Такой р-р стремится к самопроизв. распаду — выдел, из него избытка р-р. компонента. Процесс вьщел. явл. типичным диффуз. превращ., ускоряющимся с ростом темп-ры. Структ. измен, при с. проходят в неск. стадий. На 1 -и стадии образ. в пересыщ. тв. р-ре скопления атомов легир. элемента — кластеры. Вначале размер кластеров столь мал, что структ. методы их не выявляют. С увелич. времени с. кластеры растут и вызыв. дифракц. эффекты на рентгенограммах. Кластеры, обнаруж. структур, методами, назыв. зонами Гинье-Престона (Г-П.) по имени франц. и англ, ученых, имеют размеры порядка 1-10 нм, у них та же крис-таллич. решетка, что и у матрич. р-ра. Для зон Г.-П. хар-но гомог. зарождение, и они равномерно распред. в зернах тв. р-ра. Зоны Г.—П. часто называют предвыделениями, но их можно рассматривать и как полностью когерентные выдел. След, стадия распада пересыщ. тв. р-ра при с. — собст. выделение второй фазы. В большинстве промышл. сплавов при с. выдел, метастабильная фаза р' со структурой, более близкой к структуре матрич. р-ра а и, соот-ветст., меньшими межфазной энергией и размером критич. зародыша. Такая метастаб. фаза Р' выдел, быстрее, чем стаб. фаза р. С увелич. врем. с. наблюд. такая послед-ть стадий распада пересыщ. а-р-ра. Заключит, стадия структ. измен, при с. — коагуляция выделений. В общем случае с увелич. врем, с. прочн. сначала растет, а затем сниж. Упрочн. возн. на стадии образов, зон Г.-П. и метастаб. фазы. Такое упрочн. наз. дисперс. тверд. Разупрочнение при дальнейшем увеличении врем. с., наз. перестарив., обусл. действием двух факторов. Во-первых, коагуляцией выделений метастаб. фазы, а во-вторых, частичной заменой когерент. выделений метастаб. фазы некогерент. выдел, стаб. фазы. Режим с. выбирают, ориент. на достиж. макс, прочн. (жаро-прочн.) или оптим. сочетания прочн., плас-тичн. и корроз. стоик. Если при с. на макс, прочн. (полное с.) пластичн. оказыв. недопуст. низкой, то проводят неполное с., при к-ром потеря возмож. прироста прочн. компенсир. меньшим сниж. пластичн.:

двухступенчатое старение [two-stage aging] — с. (2.), провод, вначале при одной, а затем при др., обычно более вые. темп-ре, для достиж. более вые. плотн. и однородн. распред. выдел, в матрице;

деформационное старение [strain aging] -с., протек, после или при пластич. деформ. в рез-те взаимод. примес. атомов с дефектами кристаллич. решетки, образ, при пластич. деформ.;

естественное старение [natural aging] — с. при выложив, при комн. темп-ре. Происх. только в сплавах со ср. невыс. tm, напр, в А1-сплавах, в к-рых при комн. темп-ре диффуз. подвиж. атомов достат. вые. В дуралюминах при е. с. наблюд. сильное упрочн., обусловл. образов, зон Г.-П. В закал, сплавах на основе ср. тугопл. металлов, напр. Ni, диффуз. подвиж. при комн. темп-ре столь низка, что е. с. не развив.;

искусственное старение [artificial aging] — с. при t > комм. И. с. — осн. вид упрочн. термич. обраб. сплавов на основе цв. металлов;

магнитное старение [magnetic aging] — измен, магн. св-в ферромагнетика со временем. М. с. может быть вызв. измен, доменной структуры ферромагнетика (обрат, м.с.) или его кристаллич. структуры (необрат, м. с.) под влиян. магн. полей, темп-рных, механич. ко-леб. и т.п.;

полевое старение [field aging] — с. (1.) в тонких металлич. и аморф. пленках, проявл. в измен, их структуры и физич. св-в при налож. сильных магн. и электрич. полей;

стабилизирующее старение [stabilizing aging] — с. (2.) при повыш. темп-pax с большими выдержками; обеспеч. стабилиз. св-в и размеров изделия;

старение под напряжением [stress aging] — с. в ходе к-рого напряжение от внешней нагрузки изменяет форму, ориентацию и взаим. располож. выделений, с. п. н. примен. для повыш. пределов пропорц. и упруг, и релаксац. стоик., в части, при изгот. упр. элементов из Ве-бронзы;

старение полимерных покрытий [polymer coat aging] — необратимое измен, св-в полимерных покрытий со временем за счет механич. и химич. релаксаций, а тж. под действием окруж. среды и защищ. металла. По воздействию различают след, виды с. п. п.: термич., термоокислит., свет., озонное, радиац.