Envejecimiento

Los metales son blandos y deformables debido al movimiento de dislocaciones en su estructura cristalina. El endurecimiento de los metales sucede cuando este movimiento se dificulta.

Figura 1. Línea de dislocación forzada por partículas de una segunda fase o microconstituyentes situados en su plano de deslizamiento.

Endurecimiento por envejecimiento
Los métodos principales para aumentar laresistencia y dureza en una aleación dada, son el tratamiento térmico y el trabajo en frio. El tratamiento térmico más importante en aleaciones no ferrosas es el endurecimiento por envejecimiento.
El endurecimiento por envejecimiento tiene como objetivos los siguientes:
- Aumenta la resistencia en muchas aleaciones de aluminio y otros metales.
- Crea una dispersión densa y fina de partículasprecipitadas en la matriz del metal deformable. Estas partículas actúan como barreras u obstáculos en el movimiento de las dislocaciones, lo que hace que la aleación sea reforzada.
Para este tratamiento térmico, el diagrama de equilibro debe mostrar solubilidad sólida parcial. La pendiente de la línea de solvus debe ser mayor a una temperatura mayor que una menor.
Existiendo una línea solvus, sepuede producir la precipitación en una solución sólida, esta es la condición necesaria. Dado esto, se produce un cierto grado de precipitación en la parte mayor de los sistemas de aleación y un grado notable en muchos casos conocidos. Cualquier metal puede endurecerse por este tratamiento, por medio de la adición de un elemento de aleación correctamente elegido. Este endurecimiento es mayor en elcaso de aleaciones ternarias o teniendo un número de componentes más elevado.

Proceso de envejecimiento
Este proceso es para obtener una aleación endurecida por precipitación y se puede dividir de la siguiente manera:
1. Elección de la composición.
2. Tratamiento térmico de la solución.
3. Tratamiento térmico de la precipitación.


Figura 2. Descomposición deeutectoide. Figura 3. Precipitación de una solución solida.



Figura 4.Ordenación de una solución Figura 5. Reacción de difusión.
sólida desordenada.
Elección de la composición:
El diagrama de equilibrio de la figura anterior es un sistema que muestra el endurecimiento como resultado de la precipitación de la fase B, partiendo de una solución sólida A sobresaturada. Aun cuando elefecto máximo de endurecimiento es producido, en este caso, con un contenido de 6% de metal B límite de solubilidad de este en el metal A, se puede producir un cierto endurecimiento en todo el intervalo de composiciones en el que pueden existir en equilibrio las fases A y B. También se utilizan otras composiciones aparte de la que produce el máximo endurecimiento.

Tratamiento térmico de lasolución:
En esta etapa se trata de disolver un máximo de la segunda fase en la solución solida A para después retener esta solución hasta alcanzar una temperatura ambiente. Para realizar esta etapa se realizan los siguientes pasos:
a) Calentar la aleación hasta una temperatura elevada, pero menor a la que produciría un crecimiento excesivo de grano o que se llegase a la fusión de uno de losconstituyentes.
b) Mantener la temperatura de una a varias horas, esto depende del espesor de la pieza para que se pueda producir la solución.
c) Templar en agua hasta que se obtenga la solución solida sobresaturada A a temperatura ambiente. Después del tratamiento de disolución, la dureza es relativamente baja, pero es mayor a la del material enfriado lentamente y revenido.
Tratamiento deprecipitación:
Se necesita un tratamiento de precipitación de la aleación para formar un precipitado finamente disperso. La formación de este precipitado en la aleación es el objetivo del envejecimiento. El precipitado fino en la aleación impide el movimiento de dislocaciones durante la deformación, haciendo que éstas pasen a través de las partículas del precipitado, cortándolas o rodeándolas. La...