質問: 時効硬化について教えてください 時効硬化について調べている学生です。 なぜ時効について調べているかというと、 ジュラルミンの使用限界を決めるものは何か という課題が出され、教授が 時効温度が高いと強度のピークも早いけど、過時効も早い というヒントをくれたからなのですが・・・ 時効硬化は材料中の析出物の拡散によって起こり、 時間が経って拡散していた析出物が寄り集まって最適な大きさ・密度になったとき硬さが最大となる現象 と理解しました。 図書館で借りた本には時効時間がと硬さに関するグラフが載っていて、時効温度が低温になるにつれ、硬さのピークが右にずれ、ピークも大きくなっています。 文章には 「時効温度が高いと原子の拡散速度が大きくなる」 というようなことを書いてあるのですが、ピークが右にずれるのはこれでわかるのですが、なぜ硬さの最大値まで大きくなるのでしょうか。 そして、課題を解く上で、こちらが本題なのですが、 時効温度・時効時間とはなんなのでしょうか。 もし時効温度が時効しているときの温度ならば、ジュラルミンは常温で時効を起こすわけで、常温は変えられないから過時効までの時間も変えられない。となると、課題を解く方向性が間違っている気がしてなりません・・・ あまり整理された質問ですが、どうかよろしくお願いします!
回答: 機械材料的なご質問ですが、機械のカテゴリがないので、化学のカテゴリで質問なされたことと思います。 合金の硬化(または、強化)は、結晶格子のひずみにより、変形抵抗を増やすことによって行われます。 ジュラルミンの場合は、θ相として、al-cuを適当な大きさで均一に分散させることによって、時効硬化させます。適当な温度と加熱時間の制御および冷却によってこれを実現します。θ相というポテンシャルの谷に固着させるということです。 拡散の速さは、加熱温度が大きいほど速くなりますが、常温でも長時間立つと徐々に拡散が進みます。 また、拡散物は、経時変化によって、過剰に肥大化して、材料が軟化することもあります。 ご参考になれば、幸いです。