Pemendakan - aloi berasaskan nikel - pengerasan direka dengan kandungan tertentu unsur pembentuk kerpasan - (seperti Al, Ti, Nb) dalam komposisinya. Proses penuaan dibahagikan kepada dua peringkat teras:
Rawatan penyelesaian terlebih dahulu: Aloi dipanaskan pada suhu tinggi (biasanya 980–1150 darjah ) dan dipegang untuk satu tempoh masa. Ini membolehkan unsur pembentuk kerpasan - larut secara seragam ke dalam kekisi FCC berasaskan nikel -, membentuk larutan pepejal supertepu. Kemudian, penyejukan pantas (pelindapkejutan air atau penyejukan udara) dijalankan untuk menyekat pemendakan fasa kedua pada suhu bilik, mengekalkan keadaan tepu tepu metastabil bagi larutan pepejal.
Rawatan penuaan seterusnya: Larutan pepejal supertepu dipanaskan pada suhu sederhana (biasanya 600–850 darjah ) dan ditahan selama beberapa hingga berpuluh-puluh jam. Pada suhu ini, keterlarutan pemendakan - unsur pembentuk dalam nikel berkurangan dengan mendadak. Atom supertepu (Al, Ti, Nb) akan meresap dan beragregat dalam matriks, dan bertindak balas dengan atom nikel untuk membentukfasa sebatian antara logam tersusun(yang paling biasa ialah ' fasa Ni₃(Al,Ti) dan '' fasa Ni₃Nb). Fasa ini koheren atau separa - koheren dengan antara muka matriks, yang boleh menghalang pergerakan kehelan dan dengan itu meningkatkan kekuatan tegangan aloi.
Peningkatan kekuatan tegangan melalui rawatan penuaan terutamanya dicapai melalui tiga kesan penyekatan - kehelan berikut:
Parameter kekisi fasa ' dan '' berbeza sedikit daripada matriks berasaskan nikel -. Apabila fasa pengukuhan ini mendakan dalam matriks, medan terikan elastik tempatan akan terbentuk di sekeliling fasa. Apabila kehelan bergerak dalam matriks, ia perlu mengatasi rintangan medan terikan, yang meningkatkan rintangan ubah bentuk aloi dan dengan itu meningkatkan kekuatan tegangan. Lebih kecil saiz zarah fasa pengukuhan, lebih seragam pengedaran, dan lebih kuat kesan medan terikan.
Apabila saiz zarah fasa pengukuhan mencapai tahap tertentu (biasanya 10-50 nm), kehelan tidak boleh memotong zarah dan hanya boleh memintasnya, meninggalkan gelung kehelan di sekeliling zarah. Pembentukan gelung ini memerlukan tenaga tambahan, yang meningkatkan kesukaran pergerakan kehelan dan meningkatkan lagi kekuatan aloi. Untuk aloi berasaskan nikel - suhu tinggi -, mekanisme ini memainkan peranan dominan dalam peringkat penuaan suhu sederhana -.
Semasa rawatan penuaan, jumlah surih unsur karbida (seperti C) dalam aloi juga akan mendakan di sepanjang sempadan butiran untuk membentuk zarah karbida halus (seperti TiC, NbC). Zarah-zarah ini boleh menyematkan sempadan butiran, menghalang gelongsor sempadan butiran semasa proses tegangan, dan mengelakkan patah antara butiran. Pada masa yang sama, unsur surih seperti B dan Zr yang ditambahkan pada aloi akan mengasingkan pada sempadan butiran, meningkatkan kekuatan ikatan sempadan butiran dan secara tidak langsung menyumbang kepada peningkatan kekuatan tegangan.
Kesan rawatan penuaan pada kekuatan bukanlah hubungan linear yang mudah, tetapi berkait rapat dengan suhu dan masa penahanan:
Suhu penuaan: Jika suhu terlalu rendah, kadar resapan atom adalah perlahan, dan pemendakan fasa pengukuhan tidak mencukupi, mengakibatkan kekuatan rendah; jika suhu terlalu tinggi, zarah fasa pengukuhan akan berkembang dengan cepat (kasar), koheren antara muka dengan matriks akan hilang, kesan medan terikan akan menjadi lemah, dan kekuatan akan berkurangan dengan ketara.
Masa memegang: Dengan lanjutan masa penahanan, jumlah kerpasan fasa pengukuhan meningkat dahulu dan kemudian cenderung menjadi tepu. Masa pegangan yang terlalu lama akan menyebabkan zarah menjadi kasar dan mengurangkan kesan pengukuhan.
Mengambil aloi Inconel 718 sebagai contoh, sistem penuaan optimum biasanyadua - tahap penuaan: pemanasan kepada 720 darjah selama 8 jam, penyejukan kepada 620 darjah pada kadar 55 darjah /j, dan tahan selama 8 jam. Selepas rawatan ini, sebilangan besar fasa halus '' dimendakkan dalam matriks, dan kekuatan tegangannya boleh mencapai lebih daripada 1300 MPa, iaitu 2–3 kali ganda daripada keadaan seperti - dipadamkan.
Perlu diingatkan bahawa pengukuhan penuaan hanya berkesan untukpemendakan - aloi berasaskan nikel - pengerasanmengandungi kerpasan - unsur pembentuk. Untuk aloi berasaskan nikel - pengerasan - (seperti Hastelloy C276, Alloy 600) tanpa Al, Ti dan Nb, rawatan penuaan tidak boleh mencetuskan fasa pengukuhan, jadi ia tidak dapat meningkatkan kekuatan tegangannya. Di samping itu, proses penuaan akan mengurangkan sedikit keplastikan aloi sambil meningkatkan kekuatan, jadi sistem penuaan perlu dioptimumkan mengikut keperluan aplikasi sebenar untuk mengimbangi kekuatan dan keplastikan.
