析出硬化、または時効硬化は、可鍛性材料の降伏強度を高める熱処理プロセスです。このプロセスでは、合金を加熱して溶質元素を溶解させ(固溶化)、急速に冷却して過飽和固溶体中に溶質元素を閉じ込め、その後、より低い温度で時効処理を行うことで、転位の移動を阻害する微細な第二相(析出物)粒子を形成させます。

(画像はイメージです)
析出硬化、または時効硬化は、可鍛性材料の降伏強度を高める熱処理プロセスです。このプロセスでは、合金を加熱して溶質元素を溶解させ(固溶化)、急速に冷却して過飽和固溶体中に溶質元素を閉じ込め、その後、より低い温度で時効処理を行うことで、転位の移動を阻害する微細な第二相(析出物)粒子を形成させます。
アルフレッド・ウィルムによる析出硬化の発見は偶然の産物だった。銅、マグネシウム、マンガンを含むアルミニウム合金(後にジュラルミンと名付けられた)を研究していたウィルムは、室温であっても、急冷後数日かけて硬度が上昇することに気づいた。この現象は現在、3段階のプロセスとして理解されている。まず、固溶化処理において、合金はすべての溶質原子が単相固溶体に溶解するのに十分な高温まで加熱される。次に、合金は水などの媒体中で急速に急冷され、原子が固定されて過飽和固溶体が形成される。この状態は熱力学的に不安定である。最後に、時効処理(室温または高温)中に、過飽和溶質原子が拡散して凝集し、析出物と呼ばれる新しい相の極めて小さな凝集粒子を形成する。
これらの析出物は、結晶材料における塑性変形の主要な担い手である転位の移動に対する強力な障害物として機能します。強化効果は、これらの析出物のサイズ、形状、および分布に依存します。析出物が形成・成長するにつれて、初期段階では強度が増加します。しかし、時効処理が長すぎると(過時効)、析出物が大きくなりすぎて母材との整合性が失われ、転位が析出物を容易に迂回できるようになるため、強度が低下します。このプロセスにより、合金の機械的特性を精密に調整することが可能になります。
ボットによるトラフィック(現在1日あたり4万件以上)を排除するため、このコンテンツはコミュニティメンバー限定となっています。
> ログイン < または > 登録 < (100%無料)でこれにアクセスできます。他のすべての制限付きコンテンツとツールも同様です。
析出硬化
(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)
フルサイズの画像とダウンロードは、登録会員のみが100%無料で利用できます。
> ログイン <