Основные структурные изменения при старении сводятся к фазным этапам распада пересыщенного твердого раствора, полученного в результате закалки сплава.
Так как распад пересыщенного раствора является диффузионным процессом, то степень распада, тип выделений из раствора, их дисперсность, форма и другие структурные характеристики зависят от температуры и продолжительности старения и, конечно, от природы сплава, его химического состава по основным компонентам.
Кроме того, на структуру состаренного сплава влияют примеси, температура нагрева и скорость охлаждения при закалке, пластическая деформация перед закалкой и после закалки (перед старением), продолжительность вылеживания закаленного сплава при комнатной температуре перед искусственным старением и многие другие факторы.
Зависимость структуры состаренного сплава от большого числа факторов и многостадийность процесса распада пересыщенного твердого раствора в сочетании с высокой дисперностью выделений, особенно на начальных этапах распада, весьма осложняют изучение структурных изменений при старении.
Основные методы изучения строения состаренных сплавов — электронная микроскопия и рентгеноструктурный анализ.
Кроме того, полезные данные получают, изучая изменение механических и физических свойств, особенно элетросопротивления, при старении. Это изучение свойств позволяет делать предположения, а в отдельных случаях и выводы о характере и последовательности структурных изменений, прежде всего на ранних стадиях распада раствора, когда возможности прямых структурных методов ограничены.
Типы выделений
В зависимости от строения поверхности раздела между выделением и матрицей различают три типа выделений: полностью когерентные, частично когерентные и некогерентные.
Схема строения матрицы с полностью когерентным (а), частично когерентным
(б) и некогерентным (в) выделениями.
У полностью когерентного выделения вся поверхность раздела с матрицей когерентная, и решетка матрицы вокруг выделения упруго искажена. У частично когерентного выделения хотя бы одна из границ с матрицей когерентная, а остальные могут быть полукогерентными или даже некогерентными.
Некогерентное выделение не имеет ни одной когерентной границы с матрицей. В стареющих сплавах Al — Cu примером полностью когерентных выделений являются зоны ГП и θ˝-фаза, частично когерентных 0´-фаза и некогерентных CuAl2 (их структура рассмотрена ниже, смотрите рисунок Элементарные ячейки).
«Теория термической обработки металлов»,
И.И.Новиков