वर्षा - सख्त निकल - आधारित मिश्रधातुओं को अवक्षेपण की एक निश्चित सामग्री - के साथ डिज़ाइन किया गया है जिससे उनकी संरचना में तत्व (जैसे अल, टीआई, एनबी) बनते हैं। उम्र बढ़ने की प्रक्रिया को दो मुख्य चरणों में विभाजित किया गया है:
समाधान उपचार पहले: मिश्र धातु को उच्च तापमान (आमतौर पर 980-1150 डिग्री) तक गर्म किया जाता है और कुछ समय तक रखा जाता है। यह अवक्षेपण - बनाने वाले तत्वों को निकल - आधारित एफसीसी जाली में समान रूप से घुलने की अनुमति देता है, जिससे एक सुपरसैचुरेटेड ठोस घोल बनता है। फिर, ठोस घोल की मेटास्टेबल सुपरसैचुरेटेड स्थिति को बनाए रखते हुए, कमरे के तापमान पर दूसरे चरण की वर्षा को दबाने के लिए तेजी से शीतलन (जल शमन या वायु शीतलन) किया जाता है।
बाद में उम्र बढ़ने का उपचार: सुपरसैचुरेटेड ठोस घोल को मध्यम तापमान (आमतौर पर 600-850 डिग्री) तक गर्म किया जाता है और कई से दर्जनों घंटों तक रखा जाता है। इस तापमान पर, निकेल में तत्व बनाने वाले अवक्षेपण - की घुलनशीलता तेजी से कम हो जाती है। सुपरसैचुरेटेड परमाणु (अल, टीआई, एनबी) मैट्रिक्स में फैलेंगे और एकत्र होंगे, और निकल परमाणुओं के साथ प्रतिक्रिया करके बनेंगेआदेशित इंटरमेटेलिक यौगिक चरण(सबसे आम हैं 'चरण Ni₃(Al,Ti) और' चरण Ni₃Nb)। ये चरण मैट्रिक्स इंटरफ़ेस के साथ सुसंगत या अर्ध - सुसंगत हैं, जो अव्यवस्थाओं की गति में बाधा डाल सकते हैं और इस प्रकार मिश्र धातु की तन्य शक्ति में सुधार कर सकते हैं।
उम्र बढ़ने के उपचार द्वारा तन्य शक्ति में सुधार मुख्य रूप से निम्नलिखित तीन अव्यवस्थाओं - अवरोधक प्रभावों के माध्यम से प्राप्त किया जाता है:
' और '' चरणों के जाली पैरामीटर निकल - आधारित मैट्रिक्स से थोड़े अलग हैं। जब ये सुदृढ़ीकरण चरण मैट्रिक्स में अवक्षेपित होते हैं, तो चरणों के चारों ओर एक स्थानीय लोचदार तनाव क्षेत्र का निर्माण होगा। जब अव्यवस्था मैट्रिक्स में चलती है, तो उसे तनाव क्षेत्र के प्रतिरोध को दूर करने की आवश्यकता होती है, जो मिश्र धातु के विरूपण प्रतिरोध को बढ़ाती है और इस प्रकार तन्य शक्ति में सुधार करती है। सुदृढ़ीकरण चरण का कण आकार जितना छोटा होगा, वितरण उतना ही अधिक समान होगा, और तनाव क्षेत्र प्रभाव उतना ही मजबूत होगा।
जब सुदृढ़ीकरण चरण के कणों का आकार एक निश्चित स्तर (आमतौर पर 10-50 एनएम) तक पहुंच जाता है, तो अव्यवस्थाएं कणों के माध्यम से नहीं कट सकती हैं और केवल उन्हें बायपास कर सकती हैं, जिससे कणों के चारों ओर अव्यवस्था लूप निकल जाते हैं। इन लूपों के निर्माण के लिए अतिरिक्त ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जिससे अव्यवस्था की गति में कठिनाई बढ़ जाती है और मिश्र धातु की ताकत और बढ़ जाती है। उच्च - तापमान निकल - आधारित मिश्र धातुओं के लिए, यह तंत्र मध्यम - तापमान उम्र बढ़ने के चरण में एक प्रमुख भूमिका निभाता है।
उम्र बढ़ने के उपचार के दौरान, मिश्र धातु में कार्बाइड तत्वों (जैसे सी) की थोड़ी मात्रा भी अनाज की सीमाओं के साथ बारीक कार्बाइड कणों (जैसे टीआईसी, एनबीसी) बनाने के लिए अवक्षेपित हो जाएगी। ये कण अनाज की सीमाओं को पिन कर सकते हैं, तन्य प्रक्रिया के दौरान अनाज की सीमाओं को फिसलने से रोक सकते हैं, और अंतरकणीय फ्रैक्चर से बच सकते हैं। साथ ही, मिश्र धातु में जोड़े गए बी और जेडआर जैसे ट्रेस तत्व अनाज की सीमाओं पर अलग हो जाएंगे, जिससे अनाज की सीमाओं की बंधन शक्ति में सुधार होगा और अप्रत्यक्ष रूप से तन्य शक्ति में सुधार में योगदान मिलेगा।
ताकत पर उम्र बढ़ने के उपचार का प्रभाव एक साधारण रैखिक संबंध नहीं है, बल्कि तापमान और धारण समय से निकटता से संबंधित है:
उम्र बढ़ने का तापमान: यदि तापमान बहुत कम है, तो परमाणुओं की प्रसार दर धीमी है, और मजबूत करने वाले चरणों की वर्षा अपर्याप्त है, जिसके परिणामस्वरूप कम ताकत होती है; यदि तापमान बहुत अधिक है, तो मजबूत करने वाले चरण के कण तेजी से बढ़ेंगे (मोटे हो जाएंगे), मैट्रिक्स के साथ इंटरफ़ेस सुसंगतता खो जाएगी, तनाव क्षेत्र प्रभाव कमजोर हो जाएगा, और ताकत में काफी कमी आएगी।
अपने पास रखने की अवधि: धारण समय के विस्तार के साथ, सुदृढ़ीकरण चरणों की वर्षा की मात्रा पहले बढ़ती है और फिर संतृप्त हो जाती है। अत्यधिक लंबे समय तक रखने से कण मोटे हो जाएंगे और मजबूती का प्रभाव कम हो जाएगा।
उदाहरण के तौर पर इनकोनेल 718 मिश्र धातु को लेते हुए, आमतौर पर इष्टतम उम्र बढ़ने की प्रणाली होती हैउम्र बढ़ने का दोगुना - चरण: 8 घंटे के लिए 720 डिग्री तक गर्म करना, 55 डिग्री/घंटा की दर से 620 डिग्री तक ठंडा करना, और 8 घंटे तक रोकना। इस उपचार के बाद, बड़ी संख्या में बारीक '' चरण मैट्रिक्स में अवक्षेपित हो जाते हैं, और इसकी तन्यता ताकत 1300 एमपीए से अधिक तक पहुंच सकती है, जो कि - शमन अवस्था से 2-3 गुना है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि उम्र बढ़ने की मजबूती केवल इसके लिए प्रभावी हैअवक्षेपण - कठोर निकेल - आधारित मिश्रधातुअवक्षेपण से युक्त - तत्व बनाते हैं। अल, टीआई और एनबी के बिना समाधान के लिए - सख्त निकेल - आधारित मिश्र धातु (जैसे हास्टेलॉय सी276, मिश्र धातु 600), उम्र बढ़ने का उपचार मजबूत चरणों को तेज नहीं कर सकता है, इसलिए यह उनकी तन्य शक्ति में सुधार नहीं कर सकता है। इसके अलावा, उम्र बढ़ने की प्रक्रिया ताकत में सुधार करते हुए मिश्र धातु की प्लास्टिसिटी को थोड़ा कम कर देगी, इसलिए ताकत और प्लास्टिसिटी को संतुलित करने के लिए उम्र बढ़ने की प्रणाली को वास्तविक अनुप्रयोग आवश्यकताओं के अनुसार अनुकूलित करने की आवश्यकता है।
