Was versteht man unter dem Begriff "precip harden" und wie funktioniert dieser Prozess?
- Definition von "precip harden"
- Grundprinzip der Ausscheidungshärtung
- Mechanische Auswirkungen des Ausscheidungshärtens
- Anwendungsbereiche und Bedeutung
Definition von "precip harden"
Der Ausdruck "precip harden" stammt aus dem Englischen und bedeutet auf Deutsch "ausscheidungshärten" oder "Ausscheidungshärtung". Es handelt sich dabei um einen metallurgischen Prozess, der verwendet wird, um die Festigkeit und Härte von Legierungen zu erhöhen. Speziell werden Metalle durch die gezielte Ausscheidung kleinster Teilchen innerhalb der Metallmatrix härter und widerstandsfähiger gemacht.
Grundprinzip der Ausscheidungshärtung
Beim Ausscheidungshärten wird eine Legierung, die bestimmte Elemente enthält, zunächst auf eine hohe Temperatur erhitzt, um eine homogene Lösung zu erzeugen. Anschließend wird das Material abgeschreckt, um die gelösten Bestandteile in einer übersättigten Feststofflösung zu halten. Beim Erhitzen auf eine moderate Temperatur während einer anschließenden Alterung (auch Auslagerung genannt) beginnen sich kleinste Ausscheidungen oder Partikel zu bilden. Diese Ausscheidungen hindern die Versetzungsbewegung im Kristallgitter, was zu einer Erhöhung der mechanischen Festigkeit führt.
Mechanische Auswirkungen des Ausscheidungshärtens
Die entstehenden feinen Ausscheidungen wirken als Hindernisse für die Bewegungen von Versetzungen, also Gitterstörungen, die bei plastischer Verformung auftreten. Da die Bewegungen dieser Versetzungen erschwert werden, steigt die Härte und Festigkeit des Materials. Gleichzeitig bleibt das Metall oft noch ausreichend duktil und zäh, was das Verfahren besonders attraktiv macht.
Anwendungsbereiche und Bedeutung
Ausscheidungshärtung findet breite Anwendung in der Luft- und Raumfahrt, im Automobilbau und in der Maschinenbauindustrie. Besonders Aluminiumlegierungen und bestimmte Edelstähle profitieren von diesem Verfahren, da sie dadurch ein optimales Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht erhalten. Die Fähigkeit, Materialeigenschaften gezielt durch Wärmebehandlung zu beeinflussen, macht "precip harden" zu einem wichtigen Verfahren in der modernen Werkstofftechnik.