การเสื่อมสภาพของโลหะและโลหะผสม – การชุบแข็งด้วยการตกตะกอน กระบวนการ อุณหภูมิ และคุณสมบัติ

ความชรา เป็นกระบวนการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่เกิดขึ้นในโลหะผสมที่อยู่ในสภาวะสารละลายของแข็งอิ่มตัวยิ่งยวด การแยกเฟสละเอียดมากออกจากเมทริกซ์อย่างเป็นระบบซึ่งขัดขวางการเคลื่อนที่ของข้อเคลื่อน และภายใต้เงื่อนไขที่เลือกอย่างเหมาะสม จะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ความแข็งความแข็งแรงของผลผลิต และ ความแข็งแรงดึง Rm.
ความแก่ชราเป็นหนึ่งในขั้นตอนพื้นฐาน การเพิ่มปริมาณน้ำฝน โลหะผสม กระบวนการนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในโลหะผสม อลูมิเนียมเหล็กกล้าไร้สนิมชุบแข็งด้วยการตกตะกอน PH และโลหะผสม นิกเกิล, เท้า ไทเทเนียม และวัสดุอื่นๆ ที่มีองค์ประกอบทางเคมีที่เอื้อต่อการเกิดเฟสตกตะกอน
ความชรามีความสัมพันธ์โดยตรงกับ ความอิ่มตัวเกินในระหว่างกระบวนการอบชุบด้วยความร้อน ธาตุโลหะผสมจะละลายเข้าไปในเนื้อโลหะและคงอยู่ในนั้นโดยการระบายความร้อนที่รวดเร็วเพียงพอ ทำให้เกิดสภาวะกึ่งเสถียรขึ้น – สารละลายของแข็งอิ่มตัวยิ่งยวดในระหว่างกระบวนการบ่มต่อไป ส่วนประกอบที่ละลายอยู่ส่วนเกินจะค่อยๆ ถูกปลดปล่อยออกจากเนื้อวัสดุ
แผนการเสริมความแข็งแรงด้วยการตกตะกอนสามารถนำเสนอได้ดังนี้:

การเสื่อมสภาพของโลหะผสมคืออะไร?

ในสภาวะสมดุล ความสามารถในการละลายของธาตุผสมหลายชนิดจะลดลงเมื่ออุณหภูมิลดลง ในระหว่างการอบชุบด้วยความร้อนแบบละลาย วัสดุจะถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่ธาตุหรือเฟสเฉพาะสามารถละลายในเนื้อวัสดุได้
การระบายความร้อนที่รวดเร็วเพียงพอจะช่วยลดโอกาสการปล่อยรังสีซ้ำ ที่อุณหภูมิแวดล้อม จะทำให้เกิด... สารละลายของแข็งอิ่มตัวยิ่งยวดซึ่งมีปริมาณส่วนประกอบที่ละลายอยู่มากกว่าปริมาณที่สอดคล้องกับสภาวะสมดุลที่อุณหภูมินั้น
สภาวะนี้เป็นสภาวะที่ไม่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์หรือกึ่งเสถียร
หากอะตอมมีโอกาสเคลื่อนที่โดยการแพร่กระจายอย่างเพียงพอ กระบวนการที่นำไปสู่การก่อตัวของกลุ่มอะตอมและการแยกตัวของเฟสใหม่ก็จะเริ่มต้นขึ้น
ส่วนต่างๆ ที่มีขนาดเล็กและเว้นระยะห่างอย่างเหมาะสม จะเป็นอุปสรรคต่อการเคลื่อนที่ของผู้คน การเคลื่อนที่การเคลื่อนที่ของความคลาดเคลื่อนจึงต้องการความเค้นที่มากขึ้น ซึ่งส่งผลให้ความแข็งแรงและจุดคราของวัสดุเพิ่มขึ้นในระดับมหภาค

เหตุใดสารตกตะกอนจึงเพิ่มความแข็งแรงของวัสดุ?

การเสียรูปพลาสติกของโลหะส่วนใหญ่เกิดจากการเคลื่อนที่ของดิสโลเคชันในโครงผลึก
หากเกิดการตกตะกอนขนาดเล็กมากในเนื้อวัสดุ ตะกอนเหล่านั้นจะกลายเป็นอุปสรรคต่อการเคลื่อนที่ของดิสโลเคชัน
ขึ้นอยู่กับขนาด โครงสร้าง และความสัมพันธ์ทางผลึกศาสตร์ของตะกอนกับเมทริกซ์ การเคลื่อนตัวของผลึกอาจมีลักษณะดังนี้:

• ตัดผ่านสารคัดหลั่งขนาดเล็กหากโครงสร้างและขนาดของพวกมันเอื้ออำนวย
• หลีกเลี่ยงการเว้นระยะห่างที่มากเกินไปโค้งเชื่อมระหว่างพวกเขา

กลไกทั้งสองแบบนี้ต้องใช้พลังงานเพิ่มเติมและช่วยเพิ่มความต้านทานของวัสดุต่อการเสียรูปพลาสติก
ประสิทธิภาพของการเสริมความแข็งแรงนั้นขึ้นอยู่กับไม่เพียงแต่ปริมาณของเฟสที่แยกตัวออกมาเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่นๆ อีกด้วย ขนาด รูปร่าง การจัดเรียง ระยะห่างระหว่างอนุภาค และความสัมพันธ์ของอนุภาคเหล่านั้นกับโครงผลึกของเมทริกซ์.

ขั้นตอนการเพิ่มความรุนแรงของปริมาณน้ำฝน

การแก่ตามธรรมชาติ

การแก่ตามธรรมชาติ เกิดขึ้นโดยไม่ต้องให้ความร้อนแก่วัสดุโดยเจตนา โดยปกติจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิห้อง
หลังจากถึงจุดอิ่มตัวยิ่งยวด อะตอมของส่วนประกอบโลหะผสมบางชนิดยังคงมีความคล่องตัวเพียงพอที่จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างได้เมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของคุณสมบัติความแข็งแรง
กระบวนการนี้อาจใช้เวลาตั้งแต่ไม่กี่ชั่วโมงหรือหลายวันไปจนถึงนานกว่านั้น ขึ้นอยู่กับชนิดของโลหะผสมและอุณหภูมิในการจัดเก็บ
การเสื่อมสภาพตามธรรมชาติมีความสำคัญอย่างยิ่งในโลหะผสมบางชนิด อลูมิเนียม.
นอกจากนี้ยังหมายความว่า คุณสมบัติของวัสดุทันทีหลังจากผ่านกระบวนการอบชุบด้วยความร้อน อาจแตกต่างจากคุณสมบัติของวัสดุชนิดเดียวกันหลังจากเก็บรักษาไว้หลายวันหรือหลายสัปดาห์

การแก่ตัวเทียม

การแก่ตัวเทียม ดำเนินการที่อุณหภูมิสูงขึ้นและมีการควบคุมอุณหภูมิ
การเพิ่มอุณหภูมิจะเพิ่มความคล่องตัวของอะตอมและเร่งกระบวนการแพร่กระจาย ส่งผลให้การแยกเฟสเกิดขึ้นเร็วกว่ากระบวนการเสื่อมสภาพตามธรรมชาติมาก
พารามิเตอร์กระบวนการพื้นฐานมีดังนี้:

• อุณหภูมิการบ่ม
• ระยะเวลาการเสื่อมสภาพ
• สภาพของวัสดุก่อนการเสื่อมสภาพ
• ความเร็วในการทำความร้อนและการทำความเย็น
• องค์ประกอบทางเคมีของโลหะผสม

ไม่มีอุณหภูมิการอบชุบความร้อนแบบใดแบบหนึ่งที่ใช้ได้กับทุกกรณี ต้องเลือกค่าพารามิเตอร์ต่างๆ ให้เหมาะสมกับโลหะผสมแต่ละชนิดและคุณสมบัติที่ต้องการ

การแก่ตามธรรมชาติและการแก่เทียม

ผลกระทบของอุณหภูมิและระยะเวลาการบ่ม

อุณหภูมิและเวลามีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด
ที่อุณหภูมิต่ำ กระบวนการแพร่กระจายจะเกิดขึ้นช้าลง ดังนั้นการสร้างโครงสร้างที่ต้องการจึงมักต้องใช้เวลานานขึ้น
อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะเร่งการแพร่กระจายและลดระยะเวลาที่จำเป็นสำหรับการก่อตัวและการเติบโตของตะกอน
อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิที่สูงเกินไปหรือระยะเวลาที่นานเกินไปอาจทำให้เกิดการตกตะกอนมากเกินไป และทำให้วัสดุนั้นกลายเป็นของแข็ง ล้าสมัย.
ดังนั้น จุดมุ่งหมายของเทคโนโลยีนี้จึงไม่ใช่การยืดระยะเวลาการเสื่อมสภาพให้นานที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่เป็นการสร้างโครงสร้างตกตะกอนที่มีคุณสมบัติตามที่ต้องการ

กราฟแสดงความแข็งตามอายุ - ความแข็งที่เปลี่ยนแปลงไปตามเวลา

กระบวนการเสื่อมสภาพสามารถอธิบายได้ง่ายๆ ว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงของความแข็งหรือความแข็งแรงตามกาลเวลา

โดยสังเขป:

อายุมากเกินไป

ความล้าสมัย เป็นสภาวะที่เกิดจากการบ่มเป็นเวลานานเกินไป หรือการใช้ความร้อนสูงเกินไป ซึ่งทำให้ตะกอนมีขนาดใหญ่ขึ้นและอยู่ห่างกันมากขึ้น
จากนั้นตะกอนจะไม่สามารถขัดขวางการเคลื่อนที่ของความคลาดเคลื่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพอีกต่อไป
ส่งผลให้สิ่งต่อไปนี้อาจลดลง:

• ทวาร์โดช,
• จุดคราก,
• ความแข็งแรงดึง Rm.

อย่างไรก็ตาม การบ่มเกินกำหนดไม่ได้เป็นสิ่งที่ไม่พึงประสงค์เสมอไป ในโลหะผสมบางชนิด สภาวะการบ่มเกินกำหนดถูกนำมาใช้โดยเจตนาเมื่อคุณสมบัติอื่นๆ เช่น ความเสถียรของมิติ ความต้านทานต่อกลไกการกัดกร่อนเฉพาะ หรือพฤติกรรมของวัสดุที่อุณหภูมิสูง มีความสำคัญมากกว่าความแข็งแรงสูงสุด

การแยกแบบสอดคล้อง การแยกแบบกึ่งสอดคล้อง และการแยกแบบไม่สอดคล้อง

ความสัมพันธ์ระหว่างโครงผลึกของสารตกตะกอนและเนื้อวัสดุหลักมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อกลไกการเสริมความแข็งแรง

ในระหว่างกระบวนการเสื่อมสภาพ ลักษณะของตะกอนอาจเปลี่ยนแปลงไปขณะที่มันเจริญเติบโต นี่เป็นหนึ่งในเหตุผลที่ทำให้คุณสมบัติของวัสดุเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา

กลไกโอโรวัน

หากตะกอนมีขนาดใหญ่พอและทนทานต่อการถูกตัดโดยการเคลื่อนตัวของดิสโลเคชัน ดิสโลเคชันจะต้องเลี่ยงผ่านตะกอนเหล่านั้น
จากนั้นมันจะโค้งงอระหว่างอนุภาคที่อยู่ติดกันและสามารถทิ้งวงแหวนการเคลื่อนที่ไว้รอบๆ อนุภาคเหล่านั้นได้ กลไกนี้เรียกว่า... กลไกโอโรวัน.
ยิ่งขนาดและการจัดเรียงของอนุภาคเหมาะสมมากเท่าใด ก็ยิ่งต้องใช้แรงเค้นมากขึ้นเท่านั้นในการเคลื่อนย้ายความคลาดเคลื่อน
อย่างไรก็ตาม หากอนุภาคมีขนาดใหญ่ขึ้นอย่างมากในระหว่างกระบวนการบ่ม จำนวนอนุภาคต่อหน่วยปริมาตรจะลดลง และระยะห่างเฉลี่ยระหว่างอนุภาคจะเพิ่มขึ้น ทำให้การเคลื่อนตัวของอะตอมสามารถผ่านอนุภาคเหล่านี้ได้ง่ายขึ้น และผลการเสริมความแข็งแรงก็จะเริ่มลดลง

เขต Guinier–Preston – GP

ในบางเท้า โดยเฉพาะเท้า อลูมิเนียมในระยะเริ่มต้นของการแก่ชรา อาจเกิดการรวมตัวกันของกลุ่มอะตอมขนาดเล็กมาก ซึ่งเรียกว่า... เขต Guinier–Preston – เขต GP.
อนุภาคเหล่านี้ไม่ใช่เพียงแค่อนุภาคเฟสที่สองขนาดใหญ่เท่านั้น แต่เป็นบริเวณที่มีระเบียบละเอียดมาก อุดมไปด้วยธาตุผสมเฉพาะ และสามารถคงสภาพกลมกลืนกับเนื้อวัสดุหลักได้
การก่อตัวของโซน GP สามารถส่งผลกระทบอย่างมากต่อการเคลื่อนที่ของดิสโลเคชัน และถือเป็นหนึ่งในขั้นตอนแรกๆ ในลำดับการตกตะกอนที่นำไปสู่การก่อตัวของเฟสที่ไม่เสถียรและเฟสสมดุลในภายหลัง
ลำดับการเปลี่ยนแปลงที่แน่นอนนั้นขึ้นอยู่กับระบบการผสมโลหะเฉพาะนั้นๆ

การเสื่อมสภาพของโลหะผสมอะลูมิเนียม

ร่องรอย อลูมิเนียม เป็นวัสดุที่สำคัญที่สุดกลุ่มหนึ่งที่ใช้การเสริมความแข็งแรงด้วยการตกตะกอน
ระบบที่สามารถเสริมความแข็งแรงได้เช่นนี้ ได้แก่ โลหะผสมที่ประกอบด้วยส่วนผสมต่างๆ ดังต่อไปนี้:

• อัล–Cu,
• อัล–Mg-Si,
• อัล–Zn-Mg,
• อัล–Zn-Mg-Cu.

หลังจากผ่านกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนแล้ว โลหะผสมอาจถูกนำไปผ่านกระบวนการบ่มตามธรรมชาติหรือโดยวิธีการประดิษฐ์
ลำดับการตกตะกอนที่เกิดขึ้นจะแตกต่างกันไปตามระบบการผสมโลหะ ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะกำหนดเฟสเสริมความแข็งแรงเพียงเฟสเดียวให้กับโลหะผสมอะลูมิเนียมทุกชนิด

ตัวอย่าง – การเสื่อมสภาพของโลหะผสมอลูมิเนียม-ทองแดง

ตัวอย่างคลาสสิกของกลไกการเสริมความแข็งแรงจากการตกตะกอนคือระบบ Al–Cu.
กล่าวโดยง่าย ในระหว่างการบ่มสารละลายอิ่มตัวยิ่งยวด ขั้นตอนต่างๆ สามารถเกิดขึ้นได้ โดยเริ่มจากกลุ่มอะตอมและโซน GP ผ่านเฟสที่ไม่เสถียร ไปจนถึงเฟส θ-Al ที่สมดุล₂ลูกบาศ์ก
แต่ละขั้นตอนมีความแตกต่างกันในด้านความสอดคล้องกับเมทริกซ์และความสามารถในการยับยั้งการเคลื่อนที่ผิดตำแหน่ง
ปริมาณเฟสสมดุลที่มากที่สุดไม่ได้หมายความว่าจะมีกำลังรับแรงสูงสุดเสมอไป การเสริมความแข็งแรงที่ดีที่สุดมักเกิดขึ้นในช่วงแรก เมื่อโครงสร้างประกอบด้วยตะกอนกึ่งเสถียรที่มีขนาดเล็กมากและกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ

การเสื่อมสภาพของเหล็กกล้าไร้สนิม PH

ความชราเป็นปัจจัยพื้นฐานต่อ เหล็กกล้าไร้สนิมชุบแข็งด้วยการตกตะกอน PH – การแข็งตัวเนื่องจากปริมาณน้ำฝน
เหล็กกล้าเหล่านี้มีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อน ซึ่งเป็นผลมาจากหลายปัจจัย รวมถึงการมีอยู่ของส่วนประกอบต่างๆ โครม โดยมีโอกาสที่จะได้คุณสมบัติเชิงกลที่สูงมากผ่านการออกแบบกระบวนการอบชุบความร้อนที่เหมาะสม
ขึ้นอยู่กับชนิดของสัตว์ กลไกการเสริมความแข็งแรงอาจรวมถึงสิ่งต่อไปนี้:

• ทองแดง Cu,
• นิกเกิล Ni,
• อะลูมิเนียม Al,
• ไทเทเนียม Ti,
• ไนโอเบียม Nb.

หลังจากเตรียมโครงสร้างอย่างเหมาะสมแล้ว วัสดุจะถูกบ่มที่อุณหภูมิที่กำหนดไว้สำหรับเกรดเฉพาะและเงื่อนไขการส่งมอบที่ต้องการ
การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในการอบชุบทำให้ได้คุณสมบัติที่แตกต่างกัน ทั้งด้านความแข็งแรง ความแข็ง ความยืดหยุ่น และความต้านทานการแตกหัก

การเสื่อมสภาพของโลหะผสมนิกเกิลซูเปอร์อัลลอย

กระบวนการชราภาพก็เป็นหนึ่งในกลไกที่สำคัญที่สุดในการทำให้มีความแข็งแรงสูง ซูเปอร์อัลลอยที่มีส่วนประกอบหลักเป็นนิกเกล.
ขึ้นอยู่กับชนิดของโลหะผสม เฟสเสริมความแข็งแรงอาจเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการบ่ม ซึ่งรวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียง γ′ และ γ″
เฟส γ′ ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับระบบที่มี Ni, Al i Tiในขณะที่ในโลหะผสมบางชนิดที่มี Nb เฟส γ″ อาจมีความสำคัญอย่างยิ่ง
อนุภาคละเอียดช่วยให้วัสดุคงความแข็งแรงสูงได้แม้ในอุณหภูมิที่วัสดุก่อสร้างแบบดั้งเดิมหลายชนิดสูญเสียคุณสมบัติไปอย่างรวดเร็ว
ดังนั้น โลหะผสมนิกเกลเสริมความแข็งแรงด้วยการตกตะกอนจึงถูกนำไปใช้ในหลายภาคส่วน เช่น ภาคพลังงาน กังหันก๊าซ อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ และอุปกรณ์ที่ทำงานที่อุณหภูมิสูง

อิทธิพลของธาตุผสมต่อกระบวนการบ่ม

การบ่มและการอบชุบ – ความแตกต่างระหว่างทั้งสอง

การบ่มเหล็กไม่ควรสับสนกับการอบชุบเหล็กทั้งสองกระบวนการสามารถทำได้โดยการให้ความร้อนแก่โลหะที่อุณหภูมิสูง แต่จุดเริ่มต้นและกลไกพื้นฐานของทั้งสองกระบวนการนั้นแตกต่างกัน

การเสื่อมสภาพและการอิ่มตัว – ความแตกต่างระหว่างทั้งสอง

ผลกระทบของความเสื่อมสภาพต่อคุณสมบัติทางกล

การเลือกกระบวนการบ่มที่เหมาะสมสามารถเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของวัสดุได้อย่างมาก

เหตุใดความแข็งสูงสุดจึงไม่ใช่สภาวะที่ดีที่สุดสำหรับวัสดุเสมอไป?

ในทางปฏิบัติทางวิศวกรรม เป้าหมายไม่ได้อยู่ที่การบรรลุคุณภาพสูงสุดอย่างแท้จริงเสมอไป ความแข็ง หลุบ ความแข็งแรง Rm.
วัสดุนั้นมักจะต้องมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้พร้อมกัน:

• ความทนทานสูง
• ความยืดหยุ่นที่เหมาะสม
• ความต้านทานต่อการแตกร้าว
• ความต้านทานต่อความล้า
• เสถียรภาพเชิงมิติ
• ความต้านทานการกัดกร่อน
• ความเสถียรของสมบัติเมื่อใช้งานที่อุณหภูมิสูง

ด้วยเหตุนี้ ในบางการใช้งานจึงเลือกใช้สภาพที่ผ่านการบ่มเล็กน้อยแทนที่จะเลือกสภาพที่มีความแข็งสูงสุด

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุดเมื่ออายุมากขึ้น

• อุณหภูมิต่ำเกินไป – กระบวนการอาจช้าเกินไป หรืออาจไม่นำไปสู่โครงสร้างที่เหมาะสมภายในเวลาที่กำหนด
• เวลาสั้นเกินไป – วัสดุยังไม่ได้รับการเสริมความแข็งแรงอย่างเพียงพอ
• อุณหภูมิสูงเกินไป – เร่งการเจริญเติบโตของสารคัดหลั่งและอาจนำไปสู่ความแก่ชรา
• นานเกินไป – อาจนำไปสู่การจับตัวเป็นก้อนของตะกอนและการลดลงของคุณสมบัติความแข็งแรง
• ความอิ่มตัวเกินที่ไม่ถูกต้อง – สภาวะเริ่มต้นที่ไม่เหมาะสมจะจำกัดความเป็นไปได้ในการได้รับผลตอบสนองต่อความชราที่คาดหวังไว้
• การไม่คำนึงถึงความชราตามธรรมชาติ – คุณสมบัติของวัสดุอาจเปลี่ยนแปลงระหว่างการอบชุบด้วยความร้อนและการแปรรูปเพิ่มเติม

การควบคุมกระบวนการชราภาพ

ประสิทธิภาพของกระบวนการชราภาพสามารถประเมินได้โดยการตรวจสอบคุณสมบัติทางกลและโครงสร้างจุลภาค
สิ่งต่อไปนี้ถูกนำมาใช้ รวมถึงสิ่งอื่นๆ ด้วย:

• การวัด ความแข็ง,
• การสำรวจ ความแข็งแรงดึง Rm,
• การหาจุดคราก
• การทดสอบความยืดหยุ่น
• กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงและกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
• การวิเคราะห์ขนาดและการกระจายตัวของตะกอน
• การศึกษาเฟส
• การทดสอบความต้านทานการกัดกร่อนและความล้า หากจำเป็นสำหรับงานประยุกต์ใช้งานนั้นๆ

การบ่มเป็นกระบวนการแยกเฟสที่ควบคุมได้จากสารละลายของแข็งอิ่มตัวยิ่งยวด ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มความต้านทานต่อการเคลื่อนที่ของดิสโลเคชันในวัสดุที่แข็งตัวด้วยการตกตะกอน และส่งผลให้ความแข็ง ความแข็งแรงคราก และความแข็งแรงเพิ่มขึ้น
กระบวนการนี้สามารถเกิดขึ้นได้ดังนี้ การแก่ตามธรรมชาติ ที่อุณหภูมิแวดล้อมหรือเช่น การแก่ตัวเทียม ดำเนินการที่อุณหภูมิสูงขึ้นอย่างควบคุมได้
เงื่อนไขที่สำคัญที่สุดสำหรับการได้รับผลลัพธ์การเสริมความแข็งแรงที่สูงนั้น ไม่ใช่การเกิดตะกอน แต่เป็นการได้รับสภาวะที่เหมาะสม ขนาด จำนวน การกระจาย และลักษณะของหน่วยงานต่างๆ.
ระยะเวลาการบ่มที่สั้นเกินไปอาจทำให้ความสามารถในการเสริมความแข็งแรงไม่ถูกใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่ ในขณะที่ระยะเวลาหรืออุณหภูมิที่มากเกินไปอาจนำไปสู่ปัญหาได้ ความล้าสมัยปริมาณน้ำฝนเพิ่มขึ้น และความแข็งและความแข็งแรงลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป
การเสื่อมสภาพตามอายุเป็นหนึ่งในกลไกพื้นฐานที่กำหนดคุณสมบัติของโลหะผสม อลูมิเนียม, เหล็กกล้าไร้สนิม PH oraz โลหะผสมนิกเกิลซูเปอร์อัลลอย.

วิธีการให้ความร้อนและการบำบัดทางเคมีด้วยความร้อนของเหล็ก

การบ่มเป็นเพียงหนึ่งในกระบวนการที่ใช้ในการปรับเปลี่ยนโครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติของเหล็ก ขึ้นอยู่กับผลลัพธ์ที่ต้องการ อาจใช้กระบวนการอื่นๆ เช่น การทำให้เป็นปกติ การคลายความเครียด การชุบแข็ง การอบคืนตัว เป็นต้น รวมถึงกระบวนการทางเคมีเชิงความร้อน เช่น การคาร์บูไรซิ่ง การไนไตรดิ้ง และอื่นๆ ด้วย

วิธีการอบชุบความร้อนของเหล็กกล้า

• เหล็กกล้าปกติ – การปรับปรุงโครงสร้างผลึกและการรวมโครงสร้างจุลภาคให้เป็นหนึ่งเดียว
• การอบคลายความเครียด – ลดความเค้นตกค้าง
• การอ่อนตัวของเหล็ก - ลดความแข็งและเพิ่มความสามารถในการแปรรูปต่อไป
• การอบอ่อนอย่างสมบูรณ์ – การทำให้เป็นออสเทนไนต์และการระบายความร้อนอย่างช้าๆ
• การอบอ่อนแบบไอโซเทอร์มอล – การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นขณะคงอุณหภูมิที่เลือกไว้อย่างเหมาะสม
• การอบอ่อนลูกบอล – การทำให้เป็นทรงกลม - การเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างทางสัณฐานวิทยาของซีเมนไทต์หรือคาร์ไบด์ชนิดอื่น
• การอบอ่อนเพื่อการตกผลึกใหม่ - ขจัดผลกระทบจากการบดอัดและฟื้นฟูสภาพความยืดหยุ่น
• การอบอ่อนแบบโฮโมจีไนซ์ - ลดการแยกตัวและทำให้องค์ประกอบของวัสดุมีความเป็นเนื้อเดียวกันมากขึ้น
• การชุบแข็งและการอบชุบด้วยความร้อน - การปรับแต่งโครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติโดยการชุบแข็งและการอบคืนตัว
• เหล็กกล้าชุบแข็ง - การปรับเปลี่ยนคุณสมบัติของเหล็กอย่างเป็นระบบหลังการชุบแข็ง
• การชุบแข็งด้วยการเหนี่ยวนำ - การให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำที่พื้นผิวและการระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว
• การชุบแข็งด้วยเปลวไฟ - การชุบแข็งผิวหน้าหลังจากการให้ความร้อนเฉพาะจุดด้วยเปลวไฟ
• ความอิ่มตัวเกิน - การสร้างสารละลายของแข็งอิ่มตัวยิ่งยวดโดยใช้กระบวนการความร้อนที่เหมาะสม
• ความชรา - การแยกเฟสอย่างเป็นระบบ ส่งผลให้วัสดุมีความแข็งแรงมากขึ้น

วิธีการบำบัดเหล็กด้วยความร้อนทางเคมี

• การไนไตรดิ้งเหล็ก - การเพิ่มปริมาณไนโตรเจนในชั้นผิวโดยกระบวนการแพร่
• เหล็กกล้าคาร์บอน - การเพิ่มปริมาณคาร์บอนบนพื้นผิวโดยกระบวนการแพร่กระจาย
• คาร์บอนไนไตรดิ้ง – การเพิ่มปริมาณคาร์บอนและไนโตรเจนในชั้นผิวพร้อมกัน
• ไนโตรคาร์บอนไนเซชัน / ไนโตรคาร์บอนไนเซชัน – การสะสมของชั้นดังกล่าวโดยส่วนใหญ่ประกอบด้วยไนโตรเจนและคาร์บอน
• การเจาะ - การอิ่มตัวของการแพร่กระจายของโบรอนบนพื้นผิว
• การชุบโครเมียมแบบแพร่กระจาย - การเพิ่มปริมาณโครเมียมในชั้นโดยกระบวนการแพร่
• การเคลือบอะลูมิเนียมแบบแพร่กระจาย - การเพิ่มความเข้มข้นของอะลูมิเนียมในชั้นโดยกระบวนการแพร่