Untersuchung von Einzelausscheidungen in Aluminiumlegierungen ...

30 KAPITEL 2. THEORETISCHE GRUNDLAGEN
Voraussetzungen zum Herbeiführen einer Ausscheidungshärtung lassen sich
am besten an einem binären Zustandsdiagramm als Funktion der Temperatur
des in Gewichts- oder Atomprozent angegebenen Mischungsverhältnisses
der reinen Komponenten A und B veranschaulichen.
Die eingangs erwähnte abnehmende Löslichkeit eines Legierungselements mit
sinkender Temperatur ist nicht hinreichend zum Aushärten im festen Zustand.
Darüber hinaus wird die Ausscheidung von kohärenten bzw. teilkohärenten
Phasen notwendig. Bleibt diese Ausscheidung aus, erfolgt keine
Aushärtung, selbst wenn dies vom Zustandsdiagramm als möglich prognostisiert
wird. Sehr oft führt eine starke Übersättigung (z.B. im System Cu-
Zn) nicht zwingend zu einer Ausscheidung oder aber es scheidet sich der
β-Mischkristall direkt aus. Folgende Voraussetzungen zum Herbeiführen einer
Ausscheidungshärtung müssen also erfüllt werden
1. Abnehmende Löslichkeit des Legierungselements mit sinkender Temperatur
2. Eine beschränkte Mischkristallbildung der beiden Legierungskomponenten
3. Eine bestehende Tendenz zur Bildung kohärenter Zwischenphasen
Als erster Schritt wird die Legierung einer Glühbehandlung im Temperaturbereich
des homogenen Mischkristalls unterzogen. Bei dieser auch als Lösungsglühen
oder als Homogenisieren bezeichneten Glühbehandlung wird die
Legierung bis zu einer Temperatur oberhalb der Löslichkeitslinie aufgeheizt,
bis sich bei dieser Glühtemperatur ein homogener Mischkristall α MK bildet.
Als zweiter Schritt wird der Mischkristall mit so hoher Abkühlgeschwindigkeit
von der Lösungstemperatur abgeschreckt, dass sich der Mischkristall bei
Raumtemperatur in einem übersättigten, homogenen Zustand befindet. Hierdurch
wird also die Bildung der Gleichgewichtsphase unterdrückt.
β-Mischkristalle β MK , die sich bei einer langsamen Abkühlung entsprechend
dem Gleichgewichtszustand an Korngrenzen ausgeschieden hätten, können
sich nun nicht ausscheiden - weite Wege bis zu Korngrenzen infolge ebenfalls
unterdrückter Diffusion -. Hierbei sind also mehr B-Atome im α MK gelöst,
als es dem Gleichgewichtszustand entspricht.
Als dritter und letzter Schritt wird der an gelösten B-Atomen übersättigte
Mischkristall ausgelagert. Diese Auslagerungsbehandlung kann bei Raumtemperatur
(Kaltaushärtung) oder bei einer erhöhten Temperatur (Warmaushärtung)
erfolgen. Beim Auslagern scheiden sich aus dem übersättigten