Упрочнение и закалка

Целью упрочнения является перевести в упрочненное состояние как можно больше легирующих элементов, находящихся в сплаве. Феномен находит свое объяснение в механизме перенасыщения твердых растворов. Диаграмма состояния показывает, что растворимость легирующих элементов значительно растет с температурой, точно также увеличивается кинетика растворимости. Следовательно, идеальная температура растворимости больше температуры упрочнения, но более низкая, чем температура начала плавления. Разогрев, который вызывает последующее плавление, не должен допускаться, так как порождает межгранулярную хрупкую эвтетическую решетку (феномен отжига), что при большом соотношении может привести к необратимому уменьшению, как механической прочности, так и пластичности.
На практике важно, чтобы до каждой загрузки, особенно когда изменяется температура обработки, достигались бы в печи условия равновесия и однородности распределения температуры. Обработка перевода в растворимое состояние завершается закалкой (охлаждением), что дает возможность сохранять в твердом растворе даже при низкой температуре (температуре окружающей среды), легирующие элементы, которые должны формировать вторую фазу. Возможно потому, что высокая скорость охлаждения, обусловленная температурой, препятствует протеканию диффузионных процессов, необходимых для формирования второй фазы. Блокируя диффузионные движения атомов можно добиться метастабильной ситуации, определяющей полунасыщенный твердый раствор. Значимость пресыщений определена различными значениями растворимости в твердом состоянии при определенной температуре. Важный практический вывод данных микроструктурных аспектов то, что алюминиевые сплавы сразу после закалки представляют уровни твердости (механические свойства) подобные отожженному материалу и только после достаточного периода старения благодаря условиям перенасыщения раствор переносит определенные микроструктурные движения, достигая обычной твердости.