Utwardzanie wydzieleniowe
Proces obróbki cieplnej, w którym poprzez celowe wydzielanie drobnych faz międzymetalicznych zwiększa się wytrzymałość. Pierwiastki stopowe, takie jak miedź czy aluminium, osadzają się w postaci drobno rozproszonej.
Fizykochemiczny mechanizm działania
Podczas przesycania rozpuszcza się atomy stopowe, takie jak miedź czy aluminium, w sieci krystalicznej. Szybkie chłodzenie (hartowanie) zamraża ten przesycony stan. Podczas późniejszego starzenia w temperaturze 150–200 °C atomy migrują do drobnych skupisk i tworzą koherentne wydzielenia (np. Al₂Cu). Cząstki te naprężają sieć krystaliczną i blokują ruch dyslokacji. Dzięki temu wyraźnie wzrasta granica plastyczności. Jeśli starzenie odbywa się w zbyt wysokiej temperaturze lub trwa zbyt długo, cząstki rozrastają się i wytrzymałość ponownie spada (przestarzenie).
Znaczenie metalurgiczne i zagrożenia podczas spawania
Łuk spawalniczy nagrzewa strefę wpływu ciepła do temperatur, które rozpuszczają lub rozdrabniają drobne wydzielenia. Po ochłodzeniu brakuje tam efektu zwiększającego wytrzymałość. Twardość często spada poniżej połowy materiału rodzimego. Ta zmiękczona strefa pęka jako pierwsza pod obciążeniem rozciągającym lub zmęczeniowym. Dodatkowo szybkie chłodzenie w stopach aluminium może powodować pęknięcia skurczowe.
Praktyka warsztatowa i instrukcje postępowania
Ograniczaj dopływ ciepła: ściegi proste zamiast wahadłowych, jak najmniejsze jeziorko spawalnicze, utrzymuj temperaturę międzyściegową poniżej 150 °C. Jeśli konstrukcja na to pozwala, po spawaniu wykonaj pełną obróbkę cieplną: przesycanie (np. dla stopów AlCu w temperaturze 530 °C), hartowanie, starzenie (160–190 °C). Bez tej obróbki strefa wpływu ciepła pozostaje miękka – konstrukcja musi to skompensować większymi przekrojami lub korzystnym ułożeniem spoin.