Lão hóa trong thép: Kiểm soát lượng mưa để tăng cường tính chất cơ học

Định nghĩa và khái niệm cơ bản

Lão hóa trong thép là quá trình luyện kim phụ thuộc vào thời gian, trong đó các tính chất cơ học của vật liệu thay đổi do sự kết tủa các nguyên tố hợp kim từ dung dịch rắn quá bão hòa. Hiện tượng này xảy ra ở nhiệt độ phòng hoặc nhiệt độ cao và thường dẫn đến độ cứng và độ bền tăng lên, thường làm giảm độ dẻo và độ dai.

Lão hóa là cơ chế tăng cường cơ bản trong luyện kim, cho phép các kỹ sư tối ưu hóa các đặc tính vật liệu thông qua quá trình kết tủa có kiểm soát các hạt mịn trong ma trận kim loại. Quá trình này đặc biệt quan trọng đối với thép có thể kết tủa và các hợp kim khác, trong đó các đặc tính cơ học cụ thể được yêu cầu cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe.

Trong lĩnh vực luyện kim rộng hơn, lão hóa là một quá trình xử lý nhiệt quan trọng, kết nối thiết kế thành phần và hiệu suất vật liệu cuối cùng. Nó minh họa cách các cấu trúc vi mô siêu bền có thể được thao tác để đạt được các đặc tính kỹ thuật mong muốn, khiến nó trở thành kiến ​​thức thiết yếu đối với các nhà luyện kim, kỹ sư vật liệu và nhà sản xuất thép.

Bản chất vật lý và cơ sở lý thuyết

Cơ chế vật lý

Ở cấp độ nguyên tử, quá trình lão hóa liên quan đến sự khuếch tán của các nguyên tử chất tan qua mạng kim loại để tạo thành chất kết tủa. Trong quá trình xử lý dung dịch và làm nguội, các nguyên tố hợp kim bị giữ lại trong dung dịch rắn quá bão hòa, tạo ra trạng thái không ổn định về mặt nhiệt động lực học. Theo thời gian hoặc khi đun nóng, các nguyên tử này di chuyển để tạo thành các cụm và cuối cùng là kết tủa đồng nhất, bán đồng nhất hoặc không đồng nhất.

Các chất kết tủa đóng vai trò như vật cản đối với chuyển động trật khớp, đòi hỏi các trật khớp phải cắt qua chúng hoặc uốn cong quanh chúng (vòng lặp Orowan). Sự cản trở chuyển động trật khớp này là cơ chế gia cố chính trong thép cũ, vì cần lực lớn hơn để di chuyển các trật khớp qua vật liệu.

Trình tự kết tủa thường tiến triển từ các cụm chất tan đến vùng GP (Guinier-Preston) đến các chất kết tủa chuyển tiếp và cuối cùng đến các pha cân bằng. Mỗi giai đoạn tương ứng với các tính chất cơ học khác nhau, cho phép kiểm soát chính xác thông qua các thông số lão hóa.

Mô hình lý thuyết

Thuyết hạt nhân cổ điển cung cấp khuôn khổ lý thuyết chính để hiểu về quá trình lão hóa, mô tả cách các hạt nhân kết tủa hình thành khi chúng vượt quá kích thước tới hạn, tại đó sự giảm năng lượng từ quá trình chuyển đổi pha vượt quá chi phí năng lượng để tạo ra các giao diện mới.

Theo lịch sử, hiểu biết về lão hóa đã có những tiến bộ đáng kể vào đầu thế kỷ 20, với những tiến bộ vượt bậc của Wilm (1906), người đã phát hiện ra quá trình cứng hóa theo tuổi tác trong hợp kim nhôm, tiếp theo là công trình độc lập của Guinier và Preston vào những năm 1930 xác định các vùng tiền thân hiện mang tên họ.

Các phương pháp tiếp cận hiện đại bao gồm biểu đồ biến đổi nhiệt độ-thời gian (TTT) để dự đoán động học lượng mưa và các mô hình tính toán như mô phỏng trường pha và mô phỏng Monte Carlo động học kết hợp các phương trình khuếch tán và cơ sở dữ liệu nhiệt động lực học để dự đoán sự tiến hóa của cấu trúc vi mô trong quá trình lão hóa.

Cơ sở khoa học vật liệu

Hành vi lão hóa chịu ảnh hưởng mạnh mẽ bởi cấu trúc tinh thể, với các chất kết tủa thường hình thành dọc theo các mặt phẳng tinh thể và hướng cụ thể để giảm thiểu ứng suất mạng. Các chất kết tủa đồng nhất chia sẻ cấu trúc tinh thể với ma trận, tạo ra các trường ứng suất cản trở hơn nữa chuyển động trật khớp.

Các ranh giới hạt ảnh hưởng đáng kể đến quá trình lão hóa bằng cách đóng vai trò là các vị trí hạt nhân không đồng nhất cho các chất kết tủa và là các con đường khuếch tán nhanh cho các nguyên tử chất tan. Các vùng không có chất kết tủa (PFZ) thường hình thành gần ranh giới hạt có thể tạo ra điểm yếu cục bộ trong vật liệu.

Quá trình này minh họa các nguyên lý khoa học vật liệu cơ bản bao gồm giảm thiểu năng lượng tự do Gibbs, động học khuếch tán và lý thuyết chuyển đổi pha. Sự cạnh tranh giữa các lực đẩy nhiệt động lực học và các giới hạn động học xác định cấu trúc vi mô và các tính chất kết quả.

Biểu thức toán học và phương pháp tính toán

Công thức định nghĩa cơ bản

Phương trình Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK) mô tả động học của quá trình kết tủa trong quá trình lão hóa:

$$f = 1 - \exp(-kt^n)$$

Ở đâu:
- $f$ là phần biến đổi đã hoàn thành
- $k$ là hằng số tốc độ phụ thuộc vào nhiệt độ
- $t$ là thời gian lão hóa
- $n$ là số mũ Avrami liên quan đến cơ chế hình thành và phát triển

Công thức tính toán liên quan

Phương trình Arrhenius liên hệ hằng số tốc độ với nhiệt độ:

$$k = k_0 \exp\left(-\frac{Q}{RT}\right)$$

Ở đâu:
- $k_0$ là hệ số tiền mũ
- $Q$ là năng lượng hoạt hóa cho quá trình kết tủa
- $R$ là hằng số khí
- $T$ là nhiệt độ tuyệt đối

Sự đóng góp tăng cường từ quá trình cứng hóa do mưa có thể được ước tính bằng:

$$\Delta\sigma = \frac{Gb}{L}\left(\frac{r}{b}\right)^{1/2}$$

Ở đâu:
- $\Delta\sigma$ là sự gia tăng của cường độ chịu kéo
- $G$ là mô đun cắt
- $b$ là vectơ Burgers
- $L$ là khoảng cách trung bình giữa các kết tủa
- $r$ là bán kính kết tủa

Điều kiện và giới hạn áp dụng

Các mô hình này giả định sự phân bố đồng đều của các chất kết tủa và sự hình thành hạt đồng nhất, điều này có thể không đúng trong các vật liệu thực tế có khuyết tật và tính không đồng nhất. Phương trình JMAK chính xác nhất đối với các điều kiện lão hóa đẳng nhiệt và trở nên kém tin cậy hơn đối với các chu trình nhiệt phức tạp.

Công thức tăng cường chủ yếu áp dụng cho các kết tủa không thể cắt được, trong đó vòng lặp Orowan là cơ chế chủ đạo. Các phương trình khác nhau được áp dụng khi các kết tủa có thể cắt được hoặc khi nhiều cơ chế tăng cường hoạt động đồng thời.

Các mô hình này thường giả định các dung dịch loãng và bỏ qua sự tương tác giữa các nguyên tố hợp kim khác nhau, điều này có thể ảnh hưởng đáng kể đến động học kết tủa trong các thành phần thép phức tạp.

Phương pháp đo lường và đặc tính

Thông số kỹ thuật thử nghiệm tiêu chuẩn

ASTM E18: Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn về độ cứng Rockwell của vật liệu kim loại - Bao gồm phương pháp phổ biến nhất để theo dõi quá trình lão hóa thông qua những thay đổi về độ cứng.

ASTM E8/E8M: Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn để thử độ bền kéo của vật liệu kim loại - Cung cấp các quy trình để đo những thay đổi về độ bền do lão hóa.

ISO 6892: Vật liệu kim loại — Thử kéo – Tiêu chuẩn quốc tế để đánh giá những thay đổi về tính chất cơ học do lão hóa.

ASTM E3: Hướng dẫn tiêu chuẩn về chuẩn bị mẫu kim loại học - Chi tiết về chuẩn bị mẫu để phân tích cấu trúc vi mô của vật liệu cũ.

Thiết bị và nguyên tắc thử nghiệm

Máy kiểm tra độ cứng (Rockwell, Vickers, Brinell) cung cấp phương pháp đơn giản và phổ biến nhất để theo dõi quá trình lão hóa thông qua những thay đổi về độ cứng của vật liệu. Các thiết bị này đo khả năng chống lại vết lõm dưới tải trọng chuẩn hóa.

Máy thử kéo đo lường những thay đổi về giới hạn chảy, giới hạn kéo cực đại và độ giãn dài do lão hóa. Các thử nghiệm này áp dụng tải trọng đơn trục cho đến khi mẫu vật bị hỏng, ghi lại mối quan hệ ứng suất-biến dạng.

Đặc tính nâng cao sử dụng kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) để quan sát trực tiếp các chất kết tủa ở cấp độ nano, sử dụng độ tương phản nhiễu xạ để tiết lộ kích thước, phân bố và cấu trúc tinh thể của chất kết tủa. Chụp cắt lớp thăm dò nguyên tử (APT) cung cấp bản đồ thành phần ba chiều ở độ phân giải nguyên tử.

Yêu cầu mẫu

Các mẫu kéo tiêu chuẩn thường tuân theo kích thước ASTM E8 với chiều dài đo là 50mm và diện tích mặt cắt ngang phù hợp với độ bền của vật liệu. Các mẫu thu nhỏ có thể được sử dụng để thử nghiệm chuyên biệt.

Chuẩn bị bề mặt để kiểm tra kim loại học đòi hỏi phải mài bằng chất mài mòn mịn hơn (thường là đến 1200 grit), sau đó đánh bóng bằng hỗn dịch kim cương hoặc nhôm oxit để đạt được độ bóng như gương. Khắc hóa học bằng thuốc thử thích hợp sẽ tiết lộ các đặc điểm cấu trúc vi mô.

Mẫu vật phải đại diện cho vật liệu khối và không có hiện tượng gia công. Đối với các nghiên cứu lão hóa, mẫu vật phải có lịch sử nhiệt đồng nhất và được bảo vệ khỏi lão hóa không chủ ý hoặc tiếp xúc với môi trường.

Thông số thử nghiệm

Các thử nghiệm lão hóa thường được tiến hành ở nhiệt độ từ nhiệt độ phòng đến 600°C, tùy thuộc vào hệ thống hợp kim. Kiểm soát nhiệt độ phải được duy trì trong phạm vi ±3°C để có kết quả đáng tin cậy.

Khoảng thời gian thử nghiệm thay đổi rất nhiều từ vài phút đến hàng nghìn giờ, với khoảng thời gian lấy mẫu logarit (ví dụ: 1, 2, 5, 10, 20, 50 giờ) thường được sử dụng để nắm bắt sự tiến triển không tuyến tính của quá trình lão hóa.

Phải kiểm soát các điều kiện môi trường để ngăn ngừa quá trình oxy hóa hoặc các phản ứng khác có thể ảnh hưởng đến quá trình lão hóa, thường đòi hỏi môi trường chân không hoặc khí trơ để lão hóa ở nhiệt độ cao.

Xử lý dữ liệu

Các phép đo độ cứng thường bao gồm nhiều vết lõm (tối thiểu 5) với phân tích thống kê để xác định giá trị trung bình và độ lệch chuẩn. Các giá trị ngoại lệ được xác định bằng các phương pháp thống kê tiêu chuẩn.

Xử lý dữ liệu thử kéo bao gồm tính toán giới hạn chảy (thường ở độ lệch 0,2%), giới hạn kéo và độ giãn dài khi đứt. Đường cong ứng suất-biến dạng được phân tích để xác định những thay đổi trong hành vi làm cứng khi làm việc.

Định lượng cấu trúc vi mô bao gồm việc đo kích thước phân bố kết tủa, phần thể tích và khoảng cách giữa các hạt từ nhiều ảnh chụp vi mô bằng phần mềm phân tích hình ảnh, với kết quả thường được trình bày dưới dạng biểu đồ hoặc hàm phân phối tích lũy.

Phạm vi giá trị điển hình

Phân loại thép	Phạm vi giá trị điển hình (Độ cứng tăng)	Điều kiện thử nghiệm	Tiêu chuẩn tham khảo
Thép Maraging	15-25HRC	480-510°C, 3-6 giờ	Tiêu chuẩn ASTMA538
Làm cứng bằng kết tủa thép không gỉ (17-4 PH)	8-15HRC	480-620°C, 1-4 giờ	Tiêu chuẩn ASTMA564
Thép không gỉ Duplex	3-8 HRC	350-550°C, 10-1000 giờ	Tiêu chuẩn ASTMA790
Thép Cacbon (Lão hóa do ứng suất)	2-5 HB	20-100°C, 1-30 ngày	Tiêu chuẩn ASTMA29

Sự khác biệt trong mỗi phân loại chủ yếu là do sự khác biệt về nồng độ nguyên tố hợp kim, lịch sử xử lý trước đó và các thông số lão hóa cụ thể. Hàm lượng hợp kim cao hơn thường cho phép tăng độ cứng lớn hơn trong quá trình lão hóa.

Các giá trị này phải được hiểu là phản ứng điển hình chứ không phải là giới hạn thông số kỹ thuật. Phản ứng lão hóa thực tế phải được xác minh đối với các điều kiện xử lý và nhiệt vật liệu cụ thể, đặc biệt là đối với các ứng dụng quan trọng.

Trong các loại thép khác nhau, các loại thép có cấp độ tôi kết tủa cho thấy phản ứng lão hóa rõ rệt nhất, trong khi thép cacbon thông thường chỉ cho thấy những thay đổi tối thiểu ngoại trừ hiện tượng lão hóa do biến dạng sau khi làm nguội.

Phân tích ứng dụng kỹ thuật

Những cân nhắc về thiết kế

Các kỹ sư phải tính đến những thay đổi về kích thước trong quá trình lão hóa, thường là độ co tuyến tính 0,05-0,10%, bằng cách thực hiện các hoạt động gia công cuối cùng sau khi xử lý nhiệt hoặc cung cấp các dung sai kích thước phù hợp.

Hệ số an toàn 1,5-2,0 thường được áp dụng khi thiết kế với vật liệu cũ, với hệ số cao hơn được sử dụng khi độ ổn định lão hóa trong suốt thời gian sử dụng không chắc chắn hoặc khi các yếu tố môi trường có thể đẩy nhanh quá trình lão hóa quá mức.

Quyết định lựa chọn vật liệu cân bằng giữa các đặc tính lão hóa đỉnh điểm với các mối lo ngại về độ ổn định, trong đó điều kiện lão hóa hơi thấp thường được ưu tiên cho các ứng dụng quan trọng để tránh tình trạng suy giảm đặc tính do lão hóa quá mức trong quá trình sử dụng.

Các lĩnh vực ứng dụng chính

Các ứng dụng hàng không vũ trụ sử dụng rộng rãi phương pháp lão hóa thép có độ bền cực cao cho các bộ phận bánh đáp, ốc vít và bộ phận truyền động, nơi cần tỷ lệ độ bền trên trọng lượng và khả năng chống mỏi đặc biệt trong điều kiện tải trọng tuần hoàn.

Ngành công nghiệp sản xuất khuôn mẫu dựa vào phương pháp xử lý lão hóa cho thép khuôn và dụng cụ cắt, trong đó độ cứng, khả năng chống mài mòn và độ ổn định về kích thước trong quá trình sử dụng ở nhiệt độ cao là các thông số hiệu suất quan trọng.

Thiết bị phát điện, đặc biệt là trong các nhà máy điện hạt nhân và nhiệt điện, sử dụng thép không gỉ tôi cứng kết tủa lâu năm cho các bộ phận đòi hỏi cả độ bền nhiệt độ cao và khả năng chống ăn mòn, chẳng hạn như thân van, bu lông và các bộ phận tua bin.

Đánh đổi hiệu suất

Quá trình lão hóa thường tạo ra mối quan hệ nghịch đảo giữa sức mạnh và độ dẻo dai, trong đó điều kiện đạt độ tuổi cao nhất thể hiện sức mạnh tối đa nhưng khả năng chống va đập và độ dẻo dai khi gãy lại giảm so với trạng thái chưa đủ tuổi.

Khả năng chống ăn mòn thường giảm theo thời gian ở thép không gỉ do sự suy giảm crom gần các chất kết tủa, đòi hỏi các kỹ sư phải cân bằng giữa việc cải thiện tính chất cơ học với khả năng giảm khả năng chống chịu với môi trường.

Các kỹ sư phải cân nhắc đến tính ổn định nhiệt khi thiết kế cho các ứng dụng nhiệt độ cao, vì quá trình lão hóa có thể xảy ra trong quá trình sử dụng, có khả năng làm giảm độ bền theo thời gian và đòi hỏi phải lão hóa sớm hoặc lựa chọn hợp kim có chất kết tủa ổn định hơn.

Phân tích lỗi

Nứt do ăn mòn ứng suất là một dạng hỏng hóc phổ biến ở thép cường độ cao đã cũ, đặc biệt là khi ứng suất dư kết hợp với môi trường ăn mòn để tạo ra và lan rộng các vết nứt dọc theo ranh giới hạt bị yếu đi do vùng không có chất kết tủa.

Cơ chế hỏng hóc thường liên quan đến sự tấn công ăn mòn ưu tiên tại các vùng nhạy cảm, tiếp theo là sự lan truyền vết nứt dưới ứng suất kéo, với quá trình hỏng hóc được tăng tốc do giòn hydro trong nhiều môi trường.

Các chiến lược giảm thiểu bao gồm phun bi để tạo ra ứng suất nén bề mặt, áp dụng lớp phủ bảo vệ và thay đổi các thông số lão hóa để giảm thiểu khả năng bị ảnh hưởng trong khi vẫn duy trì các đặc tính cơ học thích hợp.

Các yếu tố ảnh hưởng và phương pháp kiểm soát

Ảnh hưởng của thành phần hóa học

Các nguyên tố hợp kim chính như niken, crom, molypden và đồng quyết định trực tiếp phản ứng lão hóa bằng cách hình thành các pha kết tủa cụ thể. Nồng độ cao hơn thường đẩy nhanh động học lão hóa và tăng độ cứng đỉnh.

Các nguyên tố vi lượng như bo (30-100 ppm) có thể tăng cường đáng kể phản ứng lão hóa bằng cách phân tách thành ranh giới hạt và tạo điều kiện cho quá trình hình thành hạt, trong khi các tạp chất như phốt pho và lưu huỳnh có thể tạo thành các pha có hại làm giảm độ dẻo dai.

Tối ưu hóa thành phần bao gồm việc cân bằng nhiều yếu tố để đạt được trình tự kết tủa mong muốn, với các phương pháp hiện đại sử dụng nhiệt động lực học tính toán để dự đoán sự hình thành pha và độ ổn định trong các điều kiện xử lý.

Ảnh hưởng của cấu trúc vi mô

Kích thước hạt ban đầu mịn hơn làm tăng tốc độ lão hóa bằng cách cung cấp nhiều vị trí hình thành hạt hơn và khoảng cách khuếch tán ngắn hơn, dẫn đến sự phân bố kết tủa đồng đều hơn và thường có tính chất cơ học vượt trội.

Sự phân bố pha ảnh hưởng đáng kể đến hành vi lão hóa, trong đó martensit cung cấp nhiều vị trí hình thành hạt hơn cho quá trình kết tủa so với ferrite hoặc austenite do mật độ sai lệch và biến dạng dư cao hơn.

Các tạp chất và khuyết tật có thể đóng vai trò là các vị trí hình thành hạt không đồng nhất, có khả năng dẫn đến lượng mưa không đồng đều và các biến đổi tính chất cục bộ có thể gây ra hỏng hóc sớm trong điều kiện sử dụng.

Xử lý ảnh hưởng

Nhiệt độ và thời gian xử lý nhiệt dung dịch quyết định lượng hợp kim hòa tan trước khi lão hóa. Nhiệt độ cao hơn thường hòa tan nhiều chất kết tủa hơn nhưng có nguy cơ làm tăng trưởng hạt có thể làm giảm tính chất cơ học.

Làm nguội trước khi lão hóa tạo ra các vị trí sai lệch đóng vai trò là các điểm hình thành hạt, đẩy nhanh động học kết tủa và thường tạo ra các kết tủa mịn hơn, phân bố đồng đều hơn và có độ bền cao hơn.

Tốc độ làm mát giữa quá trình xử lý dung dịch và quá trình lão hóa ảnh hưởng đến nồng độ chỗ trống và cấu trúc sai lệch, trong đó quá trình làm mát nhanh hơn thường bảo toàn nhiều vị trí hình thành hạt hơn và tăng cường phản ứng lão hóa tiếp theo.

Các yếu tố môi trường

Nhiệt độ tăng cao làm tăng đáng kể động học lão hóa, với tốc độ thường tuân theo mối quan hệ Arrhenius. Nhiệt độ lão hóa tăng 10°C thường làm tăng gấp đôi tốc độ kết tủa.

Môi trường ẩm ướt hoặc ăn mòn có thể khiến hydro hấp thụ trong quá trình lão hóa, có khả năng dẫn đến giòn và giảm độ dẻo dai, đặc biệt là ở thép cường độ cao có độ cứng trên 38 HRC.

Tiếp xúc lâu dài với nhiệt độ sử dụng có thể gây ra hiện tượng lão hóa liên tục (hoặc lão hóa quá mức) trong suốt vòng đời của linh kiện, và tác động này trở nên đáng kể khi nhiệt độ sử dụng vượt quá khoảng 0,4 lần nhiệt độ nóng chảy tuyệt đối.

Phương pháp cải tiến

Phương pháp xử lý lão hóa kép, bao gồm bước nhiệt độ cao tiếp theo là giai đoạn nhiệt độ thấp hơn, có thể tối ưu hóa các tính chất cơ học bằng cách hình thành sự phân bố hai chiều của kích thước kết tủa giúp tăng cường cả độ bền và độ dẻo dai.

Quá trình xử lý nhiệt cơ, đặc biệt là quá trình xử lý nhiệt giữa quá trình xử lý dung dịch và quá trình lão hóa, có thể tinh chỉnh cấu trúc vi mô và cung cấp thêm các vị trí hạt nhân để có kết tủa đồng đều hơn và kết hợp các tính chất vượt trội.

Các phương pháp kỹ thuật bề mặt như phun bi hoặc cán bề mặt trước khi lão hóa có thể tạo ra ứng suất nén có lợi giúp cải thiện khả năng chống mỏi và chống nứt do ăn mòn ứng suất trong điều kiện lão hóa cuối cùng.

Các điều khoản và tiêu chuẩn liên quan

Các thuật ngữ liên quan

Sự cứng hóa kết tủa đề cập đến cơ chế tăng cường bên dưới quá trình lão hóa, trong đó các hạt mịn kết tủa từ dung dịch rắn quá bão hòa để cản trở chuyển động sai lệch và tăng cường độ.

Quá trình lão hóa tự nhiên diễn ra ở nhiệt độ phòng mà không cần gia nhiệt bên ngoài, trong khi quá trình lão hóa nhân tạo sử dụng nhiệt độ cao để đẩy nhanh quá trình kết tủa và đạt được các đặc tính mong muốn nhanh hơn.

Quá trình lão hóa mô tả tình trạng mà các chất kết tủa trở nên thô hơn kích thước tối ưu, dẫn đến độ cứng và độ bền giảm do các hạt có khoảng cách quá xa nhau khiến quá trình chuyển động của trật khớp không thể diễn ra hiệu quả.

Làm cứng theo tuổi tác và tăng cường theo tuổi tác là những thuật ngữ đồng nghĩa với lão hóa, trong khi lão hóa theo ứng suất đề cập cụ thể đến sự kết tủa xảy ra do tương tác giữa các nguyên tử chất tan và sự sai lệch do biến dạng dẻo gây ra.

Tiêu chuẩn chính

ASTM A564/A564M: Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cho thanh và hình dạng thép không gỉ tôi già cán nóng và hoàn thiện nguội - Cung cấp các yêu cầu toàn diện về thành phần, xử lý nhiệt và tính chất cơ học của thép không gỉ tôi già kết tủa.

SAE AMS 2759/3: Xử lý nhiệt các bộ phận thép chống ăn mòn, làm cứng bằng kết tủa và thép maraging - Chi tiết các yêu cầu của ngành hàng không vũ trụ đối với quy trình xử lý nhiệt, bao gồm các thông số lão hóa cụ thể cho các ứng dụng quan trọng.

ISO 683-17: Thép đã qua xử lý nhiệt, thép hợp kim và thép dễ cắt - Phần 17: Thép ổ bi và ổ lăn - Bao gồm các yêu cầu về lão hóa đối với một số loại thép ổ trục mà độ ổn định về kích thước là rất quan trọng.

Xu hướng phát triển

Mô hình tính toán các quá trình lão hóa sử dụng phương pháp CALPHAD (TÍNH TOÁN Biểu đồ pha) tích hợp và mô phỏng động học đang tiến triển nhanh chóng, cho phép dự đoán chính xác hơn quá trình tiến hóa của cấu trúc vi mô và phát triển tính chất.

Các kỹ thuật phân tích đặc tính có độ phân giải cao bao gồm nghiên cứu TEM tại chỗ và tia X synchrotron đang tiết lộ những chi tiết chưa từng có về cơ chế kết tủa, cho phép các nhà luyện kim thiết kế các phương pháp xử lý lão hóa hiệu quả hơn.

Sản xuất bồi đắp các loại thép có thể làm cứng bằng kết tủa đặt ra những thách thức và cơ hội mới, với nghiên cứu tập trung vào cách các chu kỳ nhiệt từng lớp ảnh hưởng đến hành vi kết tủa và cách xử lý lão hóa sau khi xây dựng có thể được tối ưu hóa cho các tuyến xử lý mới này.