ENDURECIMIENTO POR PRECIPITACIÓN

El tratamiento térmico de endurecimiento por precipitación pretende aumentar la resistencia y dureza de aleación mediante la formación de precipitados finos a partir de una solución sólida (Smith 2006). El cambio de las propiedades mecánicas se debe generalmente a cambios de fases que se evidencian en la formación de precipitados; pero nunca involucran el cambio en la composición química del material (ASM 1991).

Este tratamiento térmico consiste en tres etapas, como se ilustra en la primera etapa, conocida como solubilización, se realiza un calentamiento para producir una solución sólida homogénea que contenga la máxima cantidad práctica de elementos solubles endurecedores en la aleación.

La segunda etapa, llamada templado, es un enfriamiento rápido de la aleación para preservar una solución sólida sobresaturada que retenga los átomos de soluto y mantenga un cierto número de vacantes en la red cristalina que favorezcan el proceso de difusión durante el envejecimiento (ASM 1991).

Finalmente, la etapa de envejecimiento consiste en un proceso difusivo activado a una temperatura determinada, en que los átomos de soluto difunden formando precipitados endurecedores. Cuando el proceso de precipitación se realiza a temperatura ambiente se denomina envejecimiento natural, y cuando se emplea una temperatura superior a la del ambiente, pero inferior a la de solubilización sólida, se conoce como envejecimiento artificial. De acuerdo a Cuniberti y et al (2006): “Dado que el envejecimiento natural es inevitable en los procesos industriales, resulta de interés determinar su influencia en las propiedades finales del material”. Como requisito básico, una aleación endurecible por precipitación debe presentar en su diagrama de fases una línea de solubilidad sólida directamente proporcional con la temperatura. Aunque la mayoría de sistemas binarios de aleaciones de aluminio presentan dicha curva, sólo algunos presentan un aumento significativo en la dureza y resistencia por la formación de precipitados, entre ellos los sistemas de Aluminio-Cobre (serie 2xxx), Aluminio-Magnesio-Silicio (serie 6xxxx) y Aluminio-Zinc-Magnesio (serie 7xxxx) (ASM 1991).

Metales tratados por la precipitación:

Los metales que a menudo se tratan por precipitación o endurecimiento por edad incluyen:

Aluminio: el elemento químico del número atómico 13, no se oxida ni magnetiza.

Magnesio: regula las reacciones bioquímicas en el cuerpo humano.

Níquel: el elemento químico del número atómico 28, el níquel, se puede utilizar en todo, desde la preparación de alimentos hasta la construcción de edificios elevados y las infraestructuras de transporte.

Titanio: es un metal de la serie de transición y se encuentra a menudo en aleaciones. Tiene un elemento químico de número atómico 22.

Aceros inoxidables: los aceros inoxidables son aleaciones de hierro y cromo que son resistentes a la corrosión.

Otras aleaciones endurecidas por los tratamientos de precipitación incluyen:

Aleaciones de aluminio y cobre

Aleaciones de cobre y berilio

Aleaciones de cobre y estaño

Aleaciones de magnesio y aluminio