एल्युमिनियम मिश्रधातुओं के ताप उपचार के मूल प्रकार

एनीलिंग और शमन और उम्र बढ़ने एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के बुनियादी गर्मी उपचार प्रकार हैं। एनीलिंग एक नरम उपचार है, जिसका उद्देश्य मिश्र धातु को संरचना और संरचना में एक समान और स्थिर बनाना, कार्य कठोरता को खत्म करना और मिश्र धातु की प्लास्टिसिटी को बहाल करना है। शमन और उम्र बढ़ने एक मजबूत गर्मी उपचार है, जिसका उद्देश्य मिश्र धातु की ताकत में सुधार करना है, और मुख्य रूप से एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के लिए उपयोग किया जाता है जिन्हें गर्मी उपचार द्वारा मजबूत किया जा सकता है।

1 एनीलिंग

विभिन्न उत्पादन आवश्यकताओं के अनुसार, एल्यूमीनियम मिश्र धातु एनीलिंग को कई रूपों में विभाजित किया जाता है: पिंड होमोजीनाइजेशन एनीलिंग, बिलेट एनीलिंग, इंटरमीडिएट एनीलिंग और तैयार उत्पाद एनीलिंग।

1.1 पिंड समरूपीकरण एनीलिंग

तेजी से संघनन और गैर-संतुलन क्रिस्टलीकरण की स्थितियों के तहत, पिंड में असमान संरचना और संरचना होनी चाहिए, और इसमें बहुत अधिक आंतरिक तनाव भी होना चाहिए। इस स्थिति को बदलने और पिंड की गर्म काम करने की प्रक्रिया में सुधार करने के लिए, आम तौर पर होमोजिनाइजेशन एनीलिंग की आवश्यकता होती है।

परमाणु प्रसार को बढ़ावा देने के लिए, होमोजीनाइजेशन एनीलिंग के लिए एक उच्च तापमान का चयन किया जाना चाहिए, लेकिन यह मिश्र धातु के कम पिघलने बिंदु यूटेक्टिक पिघलने बिंदु से अधिक नहीं होना चाहिए। आम तौर पर, होमोजीनाइजेशन एनीलिंग तापमान पिघलने बिंदु से 5 ~ 40 ℃ कम होता है, और एनीलिंग का समय ज्यादातर 12 ~ 24 घंटों के बीच होता है।

1.2 बिलेट एनीलिंग

बिलेट एनीलिंग दबाव प्रसंस्करण के दौरान पहले ठंडे विरूपण से पहले एनीलिंग को संदर्भित करता है। इसका उद्देश्य बिलेट को एक संतुलित संरचना प्राप्त करना और अधिकतम प्लास्टिक विरूपण क्षमता प्राप्त करना है। उदाहरण के लिए, गर्म-लुढ़का हुआ एल्यूमीनियम मिश्र धातु स्लैब का रोलिंग अंत तापमान 280 ~ 330 ℃ है। कमरे के तापमान पर तेजी से ठंडा करने के बाद, काम सख्त होने की घटना को पूरी तरह से समाप्त नहीं किया जा सकता है। विशेष रूप से, गर्मी-उपचारित मजबूत एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के लिए, तेजी से ठंडा होने के बाद, पुनर्संरचना प्रक्रिया समाप्त नहीं हुई है, और सुपरसैचुरेटेड ठोस घोल पूरी तरह से विघटित नहीं हुआ है, और काम सख्त और शमन प्रभाव का एक हिस्सा अभी भी बरकरार है। एनीलिंग के बिना सीधे कोल्ड रोल करना मुश्किल है, इसलिए बिलेट एनीलिंग की आवश्यकता है। गैर-गर्मी-उपचारित मजबूत एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के लिए, जैसे कि LF3, एनीलिंग तापमान 370 ~ 470 ℃ है, और 1.5 ~ 2.5h के लिए गर्म रखने के बाद हवा से ठंडा किया जाता है। कोल्ड-ड्रॉ ट्यूब प्रोसेसिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले बिलेट और एनीलिंग तापमान को उचित रूप से अधिक होना चाहिए, और ऊपरी सीमा तापमान का चयन किया जा सकता है। एल्युमीनियम मिश्र धातुओं के लिए जिन्हें गर्मी उपचार द्वारा मजबूत किया जा सकता है, जैसे कि LY11 और LY12, बिलेट एनीलिंग तापमान 390 ~ 450 ℃ है, इस तापमान पर 1 ~ 3h के लिए रखा जाता है, फिर भट्ठी में 30 ℃ / h से अधिक की दर से 270 ℃ से नीचे ठंडा किया जाता है और फिर भट्ठी से बाहर हवा से ठंडा किया जाता है।

1.3 मध्यवर्ती तापानुशीतन

इंटरमीडिएट एनीलिंग का तात्पर्य शीत विरूपण प्रक्रियाओं के बीच एनीलिंग से है, जिसका उद्देश्य निरंतर शीत विरूपण को सुविधाजनक बनाने के लिए कार्य कठोरता को समाप्त करना है। आम तौर पर, सामग्री के एनीलिंग के बाद, 45 ~ 85% शीत विरूपण से गुजरने के बाद मध्यवर्ती एनीलिंग के बिना ठंडा काम जारी रखना मुश्किल होगा।

इंटरमीडिएट एनीलिंग की प्रक्रिया प्रणाली मूल रूप से बिलेट एनीलिंग के समान ही है। शीत विरूपण डिग्री की आवश्यकताओं के अनुसार, इंटरमीडिएट एनीलिंग को तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: पूर्ण एनीलिंग (कुल विरूपण ε≈60 ~ 70%), सरल एनीलिंग (ε≤50%) और मामूली एनीलिंग (ε≈30 ~ 40%)। पहले दो एनीलिंग सिस्टम बिलेट एनीलिंग के समान हैं, और बाद वाले को 1.5 ~ 2 घंटे के लिए 320 ~ 350 ℃ पर गर्म किया जाता है और फिर हवा से ठंडा किया जाता है।

1.4. तैयार उत्पाद का एनीलिंग

तैयार उत्पाद एनीलिंग अंतिम ताप उपचार है जो उत्पाद की तकनीकी स्थितियों की आवश्यकताओं के अनुसार सामग्री को कुछ संगठनात्मक और यांत्रिक गुण प्रदान करता है।

तैयार उत्पाद एनीलिंग को उच्च तापमान एनीलिंग (नरम उत्पादों का उत्पादन) और कम तापमान एनीलिंग (विभिन्न राज्यों में अर्ध-कठोर उत्पादों का उत्पादन) में विभाजित किया जा सकता है। उच्च तापमान एनीलिंग को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि एक पूर्ण पुनर्संरचना संरचना और अच्छी प्लास्टिसिटी प्राप्त की जा सकती है। यह सुनिश्चित करने की शर्त के तहत कि सामग्री अच्छी संरचना और प्रदर्शन प्राप्त करती है, होल्डिंग समय बहुत लंबा नहीं होना चाहिए। एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के लिए जिन्हें गर्मी उपचार द्वारा मजबूत किया जा सकता है, वायु शीतलन शमन प्रभाव को रोकने के लिए, शीतलन दर को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए।

कम तापमान एनीलिंग में तनाव से राहत एनीलिंग और आंशिक नरमी एनीलिंग शामिल हैं, जो मुख्य रूप से शुद्ध एल्यूमीनियम और गैर-गर्मी उपचार मजबूत एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के लिए उपयोग किए जाते हैं। कम तापमान एनीलिंग प्रणाली तैयार करना एक बहुत ही जटिल कार्य है, जिसमें न केवल एनीलिंग तापमान और होल्डिंग समय पर विचार करने की आवश्यकता होती है, बल्कि अशुद्धियों, मिश्र धातु की डिग्री, ठंड विरूपण, मध्यवर्ती एनीलिंग तापमान और गर्म विरूपण तापमान के प्रभाव पर भी विचार करने की आवश्यकता होती है। कम तापमान एनीलिंग प्रणाली तैयार करने के लिए, एनीलिंग तापमान और यांत्रिक गुणों के बीच परिवर्तन वक्र को मापना आवश्यक है, और फिर तकनीकी स्थितियों में निर्दिष्ट प्रदर्शन संकेतकों के अनुसार एनीलिंग तापमान सीमा निर्धारित करना आवश्यक है।

2 शमन

एल्यूमीनियम मिश्र धातु के शमन को समाधान उपचार भी कहा जाता है, जिसमें उच्च तापमान हीटिंग के माध्यम से ठोस समाधान में दूसरे चरण के रूप में धातु में जितना संभव हो उतना मिश्र धातु तत्वों को भंग करना होता है, इसके बाद दूसरे चरण की वर्षा को रोकने के लिए तेजी से ठंडा करना होता है, जिससे एक सुपरसैचुरेटेड एल्यूमीनियम-आधारित α ठोस समाधान प्राप्त होता है, जो अगले उम्र बढ़ने के उपचार के लिए अच्छी तरह से तैयार होता है।

सुपरसैचुरेटेड α ठोस घोल प्राप्त करने का आधार यह है कि एल्यूमीनियम में मिश्र धातु में दूसरे चरण की घुलनशीलता तापमान की वृद्धि के साथ काफी बढ़नी चाहिए, अन्यथा, ठोस समाधान उपचार का उद्देश्य हासिल नहीं किया जा सकता है। एल्यूमीनियम में अधिकांश मिश्र धातु तत्व इस विशेषता के साथ एक यूटेक्टिक चरण आरेख बना सकते हैं। एक उदाहरण के रूप में Al-Cu मिश्र धातु लेते हुए, यूटेक्टिक तापमान 548 ℃ है, और एल्यूमीनियम में तांबे की कमरे के तापमान पर घुलनशीलता 0.1% से कम है। 548 ℃ तक गर्म करने पर इसकी घुलनशीलता बढ़कर 5.6% हो जाती है। इसलिए, 5.6% से कम तांबे वाले Al-Cu मिश्र धातु हीटिंग तापमान के अपने सोल्वस लाइन से अधिक होने के बाद α एकल चरण क्षेत्र में प्रवेश करते हैं, अर्थात, दूसरा चरण CuAl2 मैट्रिक्स में पूरी तरह से घुल जाता है, और शमन के बाद एक एकल सुपरसैचुरेटेड α ठोस घोल प्राप्त किया जा सकता है।

शमन एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के लिए सबसे महत्वपूर्ण और सबसे अधिक मांग वाला ताप उपचार ऑपरेशन है। कुंजी उपयुक्त शमन ताप तापमान का चयन करना और पर्याप्त शमन शीतलन दर सुनिश्चित करना है, और भट्ठी के तापमान को सख्ती से नियंत्रित करना और शमन विरूपण को कम करना है।

शमन तापमान का चयन करने का सिद्धांत यह सुनिश्चित करते हुए शमन हीटिंग तापमान को यथासंभव बढ़ाना है कि एल्यूमीनियम मिश्र धातु ओवरबर्न न हो या अनाज अत्यधिक न बढ़े, ताकि α ठोस समाधान की सुपरसैचुरेशन और उम्र बढ़ने के उपचार के बाद ताकत बढ़ सके। आम तौर पर, एल्यूमीनियम मिश्र धातु हीटिंग भट्ठी को भट्ठी के तापमान नियंत्रण सटीकता को ± 3 ℃ के भीतर होना चाहिए, और भट्ठी के तापमान की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए भट्ठी में हवा को प्रसारित करने के लिए मजबूर किया जाता है।

एल्यूमीनियम मिश्र धातु का ओवरबर्निंग धातु के अंदर कम पिघलने वाले बिंदु वाले घटकों के आंशिक पिघलने के कारण होता है, जैसे कि बाइनरी या मल्टी-एलिमेंट यूटेक्टिक्स। ओवरबर्निंग न केवल यांत्रिक गुणों में कमी का कारण बनता है, बल्कि मिश्र धातु के संक्षारण प्रतिरोध पर भी गंभीर प्रभाव डालता है। इसलिए, एक बार एल्यूमीनियम मिश्र धातु ओवरबर्न हो जाने के बाद, इसे समाप्त नहीं किया जा सकता है और मिश्र धातु उत्पाद को स्क्रैप किया जाना चाहिए। एल्यूमीनियम मिश्र धातु का वास्तविक ओवरबर्निंग तापमान मुख्य रूप से मिश्र धातु संरचना और अशुद्धता सामग्री द्वारा निर्धारित किया जाता है, और यह मिश्र धातु प्रसंस्करण स्थिति से भी संबंधित है। प्लास्टिक विरूपण प्रसंस्करण से गुजरने वाले उत्पादों का ओवरबर्निंग तापमान कास्टिंग की तुलना में अधिक होता है। विरूपण प्रसंस्करण जितना अधिक होता है, गैर-संतुलन कम पिघलने वाले बिंदु घटकों के लिए गर्म होने पर मैट्रिक्स में घुलना उतना ही आसान होता है, इसलिए वास्तविक ओवरबर्निंग तापमान बढ़ जाता है।

एल्यूमीनियम मिश्र धातु के शमन के दौरान शीतलन दर का मिश्र धातु की उम्र बढ़ने की मजबूती क्षमता और संक्षारण प्रतिरोध पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। LY12 और LC4 की शमन प्रक्रिया के दौरान, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि α ठोस घोल विघटित न हो, विशेष रूप से 290 ~ 420 ℃ के तापमान संवेदनशील क्षेत्र में, और पर्याप्त रूप से बड़ी शीतलन दर की आवश्यकता होती है। यह आमतौर पर निर्धारित किया जाता है कि शीतलन दर 50 ℃ / s से ऊपर होनी चाहिए, और LC4 मिश्र धातु के लिए, यह 170 ℃ / s तक पहुँचना या उससे अधिक होना चाहिए।

एल्युमिनियम मिश्र धातुओं के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला शमन माध्यम पानी है। उत्पादन अभ्यास से पता चलता है कि शमन के दौरान शीतलन दर जितनी अधिक होगी, शमन सामग्री या वर्कपीस का अवशिष्ट तनाव और अवशिष्ट विरूपण उतना ही अधिक होगा। इसलिए, सरल आकृतियों वाले छोटे वर्कपीस के लिए, पानी का तापमान थोड़ा कम हो सकता है, आम तौर पर 10 ~ 30 डिग्री सेल्सियस, और 40 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं होना चाहिए। जटिल आकृतियों और दीवार की मोटाई में बड़े अंतर वाले वर्कपीस के लिए, शमन विरूपण और दरार को कम करने के लिए, पानी का तापमान कभी-कभी 80 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ाया जा सकता है। हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जैसे-जैसे शमन टैंक का पानी का तापमान बढ़ता है, सामग्री की ताकत और संक्षारण प्रतिरोध भी उसी के अनुसार कम होता जाता है।

3. उम्र बढ़ना

3.1 उम्र बढ़ने के दौरान संगठनात्मक परिवर्तन और प्रदर्शन में बदलाव

शमन द्वारा प्राप्त सुपरसैचुरेटेड α ठोस विलयन एक अस्थिर संरचना है। गर्म करने पर, यह विघटित होकर एक संतुलन संरचना में बदल जाएगा। उदाहरण के तौर पर Al-4Cu मिश्रधातु को लेते हुए, इसकी संतुलन संरचना α+CuAl2 (θ चरण) होनी चाहिए। जब ​​शमन के बाद एकल-चरण सुपरसैचुरेटेड α ठोस विलयन को उम्र बढ़ने के लिए गर्म किया जाता है, अगर तापमान काफी अधिक है, तो θ चरण सीधे अवक्षेपित हो जाएगा। अन्यथा, इसे चरणों में किया जाएगा, यानी कुछ मध्यवर्ती संक्रमण चरणों के बाद, अंतिम संतुलन चरण CuAl2 तक पहुँचा जा सकता है। नीचे दिया गया चित्र Al-Cu मिश्रधातु की उम्र बढ़ने की प्रक्रिया के दौरान प्रत्येक अवक्षेपण चरण की क्रिस्टल संरचना विशेषताओं को दर्शाता है। चित्र a. शमन अवस्था में क्रिस्टल जाली संरचना है। इस समय, यह एकल-चरण α सुपरसैचुरेटेड ठोस विलयन है, और तांबे के परमाणु (काले बिंदु) एल्यूमीनियम (सफेद बिंदु) मैट्रिक्स जाली में समान रूप से और बेतरतीब ढंग से वितरित होते हैं। चित्र b. वर्षण के प्रारंभिक चरण में जाली संरचना को दर्शाता है। कॉपर परमाणु मैट्रिक्स जाली के कुछ क्षेत्रों में केंद्रित होने लगते हैं जिससे एक गिनी-प्रेस्टन क्षेत्र बनता है, जिसे जीपी क्षेत्र कहा जाता है। जीपी क्षेत्र बेहद छोटा और डिस्क के आकार का होता है, जिसका व्यास लगभग 5 ~ 10μm और मोटाई 0.4 ~ 0.6nm होती है। मैट्रिक्स में जीपी ज़ोन की संख्या बेहद बड़ी होती है, और वितरण घनत्व 10¹⁷ ~ 10¹⁸cm-³ तक पहुँच सकता है। जीपी ज़ोन की क्रिस्टल संरचना अभी भी मैट्रिक्स के समान ही है, दोनों फेस-केंद्रित क्यूबिक हैं, और यह मैट्रिक्स के साथ एक सुसंगत इंटरफ़ेस बनाए रखता है। हालाँकि, क्योंकि कॉपर परमाणुओं का आकार एल्यूमीनियम परमाणुओं की तुलना में छोटा होता है, कॉपर परमाणुओं के संवर्धन से क्षेत्र के पास क्रिस्टल जाली सिकुड़ जाएगी

उम्र बढ़ने के दौरान Al-Cu मिश्र धातु के क्रिस्टल संरचना में परिवर्तन का योजनाबद्ध आरेख

चित्र a. शमन अवस्था, एकल-चरण α ठोस विलयन, तांबे के परमाणु (काले बिंदु) समान रूप से वितरित हैं;

चित्र बी. उम्र बढ़ने के प्रारंभिक चरण में, जीपी ज़ोन बनता है;

चित्र सी. उम्र बढ़ने के अंतिम चरण में, एक अर्ध-सुसंगत संक्रमण चरण बनता है;

चित्र d. उच्च तापमान पर उम्र बढ़ना, असंगत संतुलन चरण का अवक्षेपण

जीपी क्षेत्र पहला प्री-अवक्षेपण उत्पाद है जो एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं की उम्र बढ़ने की प्रक्रिया के दौरान दिखाई देता है। उम्र बढ़ने के समय को बढ़ाने, विशेष रूप से उम्र बढ़ने के तापमान को बढ़ाने से, अन्य मध्यवर्ती संक्रमण चरण भी बनेंगे। Al-4Cu मिश्र धातु में, GP क्षेत्र के बाद θ” और θ' चरण होते हैं, और अंत में संतुलन चरण CuAl2 तक पहुँच जाता है। θ” और θ' दोनों θ चरण के संक्रमण चरण हैं, और क्रिस्टल संरचना एक वर्ग जाली है, लेकिन जाली स्थिरांक अलग है। θ का आकार GP क्षेत्र की तुलना में बड़ा है, अभी भी डिस्क के आकार का है, जिसका व्यास लगभग 15~40nm और मोटाई 0.8~2.0nm है। यह मैट्रिक्स के साथ एक सुसंगत इंटरफ़ेस बनाए रखना जारी रखता है, लेकिन जाली विरूपण की डिग्री अधिक तीव्र है। θ” से θ' चरण में संक्रमण करते समय, आकार 20~600nm तक बढ़ जाता है, मोटाई 10~15nm होती है, और सुसंगत इंटरफ़ेस भी आंशिक रूप से नष्ट हो जाता है, एक अर्ध-सुसंगत इंटरफ़ेस बन जाता है, जैसा कि चित्र c में दिखाया गया है। उम्र बढ़ने के अवक्षेपण का अंतिम उत्पाद संतुलन चरण θ (CuAl2) है, जिस समय सुसंगत इंटरफ़ेस पूरी तरह से नष्ट हो जाता है और एक गैर-सुसंगत इंटरफ़ेस बन जाता है, जैसा कि चित्र d में दिखाया गया है।

उपरोक्त स्थिति के अनुसार, अल-क्यू मिश्र धातु की उम्र बढ़ने का क्रम αs→α+GP क्षेत्र→α+θ”→α+θ'→α+θ है। उम्र बढ़ने की संरचना का चरण मिश्र धातु संरचना और उम्र बढ़ने के विनिर्देश पर निर्भर करता है। अक्सर एक ही अवस्था में एक से अधिक उम्र बढ़ने वाले उत्पाद होते हैं। उम्र बढ़ने का तापमान जितना अधिक होगा, संतुलन संरचना के उतना ही करीब होगा।

उम्र बढ़ने की प्रक्रिया के दौरान, मैट्रिक्स से अवक्षेपित जीपी क्षेत्र और संक्रमण चरण आकार में छोटे होते हैं, अत्यधिक फैले हुए होते हैं, और आसानी से विकृत नहीं होते हैं। साथ ही, वे मैट्रिक्स में जाली विरूपण का कारण बनते हैं और एक तनाव क्षेत्र बनाते हैं, जिसका अव्यवस्थाओं की गति पर एक महत्वपूर्ण बाधा प्रभाव पड़ता है, जिससे मिश्र धातु के प्लास्टिक विरूपण के प्रतिरोध में वृद्धि होती है और इसकी ताकत और कठोरता में सुधार होता है। इस उम्र बढ़ने की सख्त घटना को अवक्षेपण सख्त कहा जाता है। नीचे दिया गया आंकड़ा एक वक्र के रूप में शमन और उम्र बढ़ने के उपचार के दौरान Al-4Cu मिश्र धातु की कठोरता में परिवर्तन को दर्शाता है। चित्र में चरण I अपनी मूल स्थिति में मिश्र धातु की कठोरता को दर्शाता है। विभिन्न गर्म काम करने के इतिहास के कारण, मूल स्थिति की कठोरता अलग-अलग होगी, आम तौर पर HV = 30 ~ 80। 500 डिग्री सेल्सियस पर गर्म करने और शमन (चरण II) के बाद, सभी तांबे के परमाणु मैट्रिक्स में घुल जाते हैं और HV=60 के साथ एकल-चरण सुपरसैचुरेटेड α ठोस घोल बनाते हैं, जो एनील्ड अवस्था (HV=30) में कठोरता से दोगुना कठोर होता है। यह ठोस घोल को मजबूत करने का परिणाम है। शमन के बाद, इसे कमरे के तापमान पर रखा जाता है, और जीपी ज़ोन (चरण III) के निरंतर गठन के कारण मिश्र धातु की कठोरता लगातार बढ़ जाती है। कमरे के तापमान पर इस उम्र बढ़ने की सख्त प्रक्रिया को प्राकृतिक उम्र बढ़ने कहा जाता है।

I—मूल अवस्था;

II—ठोस विलयन अवस्था;

III—प्राकृतिक उम्र बढ़ना (जीपी ज़ोन);

IVa - 150 ~ 200 डिग्री सेल्सियस पर प्रतिगमन उपचार (जीपी क्षेत्र में पुनः घुलित);

IVb—कृत्रिम आयुवृद्धि (θ”+θ' चरण);

V—ओवरएजिंग (θ”+θ' चरण)

चरण IV में, मिश्र धातु को उम्र बढ़ने के लिए 150 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है, और सख्त प्रभाव प्राकृतिक उम्र बढ़ने की तुलना में अधिक स्पष्ट होता है। इस समय, अवक्षेपण उत्पाद मुख्य रूप से θ” चरण होता है, जिसका Al-Cu मिश्र धातुओं में सबसे अधिक सुदृढ़ीकरण प्रभाव होता है। यदि उम्र बढ़ने का तापमान और बढ़ा दिया जाता है, तो अवक्षेपण चरण θ” चरण से θ' चरण में परिवर्तित हो जाता है, सख्त प्रभाव कमजोर हो जाता है, और कठोरता कम हो जाती है, चरण V में प्रवेश करती है। कोई भी उम्र बढ़ने का उपचार जिसके लिए कृत्रिम हीटिंग की आवश्यकता होती है उसे कृत्रिम उम्र बढ़ने कहा जाता है, और चरण IV और V इस श्रेणी के हैं। यदि कठोरता उस अधिकतम कठोरता मान तक पहुँच जाती है जिस तक मिश्र धातु उम्र बढ़ने के बाद पहुँच सकती है (यानी, चरण IVb), तो इस उम्र बढ़ने को चरम उम्र बढ़ने कहा जाता है। यदि चरम कठोरता मान तक नहीं पहुँचा जाता है, तो इसे अंडर-एजिंग या अपूर्ण कृत्रिम उम्र बढ़ने कहा जाता है जब इसे तेजी से उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है, जैसे कि लगभग 200 डिग्री सेल्सियस, और थोड़े समय के लिए गर्म रखा जाता है, तो जीपी क्षेत्र वापस α ठोस घोल में घुल जाएगा। यदि इसे अन्य संक्रमण चरणों जैसे कि θ” या θ' अवक्षेपण से पहले तेजी से ठंडा (बुझाया) जाता है, तो मिश्र धातु को इसकी मूल बुझती अवस्था में बहाल किया जा सकता है। इस घटना को "प्रतिगमन" कहा जाता है, जो चित्र में चरण IVa में बिंदीदार रेखा द्वारा इंगित कठोरता में गिरावट है। जिस एल्यूमीनियम मिश्र धातु को प्रतिगमन किया गया है, उसमें अभी भी वही उम्र बढ़ने की सख्त क्षमता है।

उम्र के अनुसार सख्त करना, ऊष्मा-उपचार योग्य एल्युमिनियम मिश्रधातुओं के विकास का आधार है, तथा इसकी उम्र के अनुसार सख्त करने की क्षमता सीधे मिश्रधातु की संरचना तथा ऊष्मा उपचार प्रणाली से संबंधित है। Al-Si तथा Al-Mn बाइनरी मिश्रधातुओं में कोई अवक्षेपण सख्त करने का प्रभाव नहीं होता है, क्योंकि संतुलन चरण उम्र बढ़ने की प्रक्रिया के दौरान सीधे अवक्षेपित होता है, तथा ये गैर-ताप-उपचार योग्य एल्युमिनियम मिश्रधातुएँ हैं। यद्यपि Al-Mg मिश्रधातुएँ GP क्षेत्र तथा संक्रमण चरण β' बना सकती हैं, लेकिन उनमें केवल उच्च-मैग्नीशियम मिश्रधातुओं में निश्चित अवक्षेपण सख्त करने की क्षमता होती है। Al-Cu, Al-Cu-Mg, Al-Mg-Si तथा Al-Zn-Mg-Cu मिश्रधातुओं में उनके GP क्षेत्रों तथा संक्रमण चरणों में मजबूत अवक्षेपण सख्त करने की क्षमता होती है, तथा वर्तमान में ये मुख्य मिश्रधातु प्रणालियाँ हैं, जिन्हें ऊष्मा-उपचार योग्य तथा मजबूत बनाया जा सकता है।

3.2 प्राकृतिक उम्र बढ़ना

आम तौर पर, गर्मी उपचार द्वारा मजबूत किए जा सकने वाले एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में शमन के बाद प्राकृतिक उम्र बढ़ने का प्रभाव होता है। प्राकृतिक उम्र बढ़ने की मजबूती जीपी ज़ोन के कारण होती है। प्राकृतिक उम्र बढ़ने का व्यापक रूप से अल-सीयू और अल-सीयू-एमजी मिश्र धातुओं में उपयोग किया जाता है। अल-जेडएन-एमजी-सीयू मिश्र धातुओं की प्राकृतिक उम्र बढ़ने में बहुत लंबा समय लगता है, और इसे स्थिर अवस्था तक पहुंचने में अक्सर कई महीने लगते हैं, इसलिए प्राकृतिक उम्र बढ़ने की प्रणाली का उपयोग नहीं किया जाता है।

कृत्रिम उम्र बढ़ने की तुलना में, प्राकृतिक उम्र बढ़ने के बाद, मिश्र धातु की उपज शक्ति कम होती है, लेकिन प्लास्टिसिटी और कठोरता बेहतर होती है, और संक्षारण प्रतिरोध अधिक होता है। अल-जेडएन-एमजी-सीयू प्रणाली के सुपर-हार्ड एल्यूमीनियम की स्थिति थोड़ी अलग है। कृत्रिम उम्र बढ़ने के बाद संक्षारण प्रतिरोध अक्सर प्राकृतिक उम्र बढ़ने के बाद से बेहतर होता है।

3.3 कृत्रिम आयुवृद्धि

कृत्रिम उम्र बढ़ने के उपचार के बाद, एल्यूमीनियम मिश्र धातु अक्सर उच्चतम उपज शक्ति (मुख्य रूप से संक्रमण चरण सुदृढ़ीकरण) और बेहतर संगठनात्मक स्थिरता प्राप्त कर सकते हैं। सुपर-हार्ड एल्यूमीनियम, जाली एल्यूमीनियम और कास्ट एल्यूमीनियम मुख्य रूप से कृत्रिम रूप से वृद्ध होते हैं। उम्र बढ़ने का तापमान और उम्र बढ़ने का समय मिश्र धातु के गुणों पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है। उम्र बढ़ने का तापमान ज्यादातर 120 ~ 190 ℃ के बीच होता है, और उम्र बढ़ने का समय 24 घंटे से अधिक नहीं होता है।

एकल-चरण कृत्रिम उम्र बढ़ने के अलावा, एल्यूमीनियम मिश्र धातु एक क्रमिक कृत्रिम उम्र बढ़ने प्रणाली को भी अपना सकते हैं। यानी, अलग-अलग तापमान पर दो या अधिक बार हीटिंग किया जाता है। उदाहरण के लिए, LC4 मिश्र धातु को 2 ~ 4 घंटे के लिए 115 ~ 125 ℃ पर और फिर 3 ~ 5 घंटे के लिए 160 ~ 170 ℃ पर वृद्ध किया जा सकता है। क्रमिक उम्र बढ़ने से न केवल समय काफी कम हो सकता है, बल्कि अल-जेडएन-एमजी और अल-जेडएन-एमजी-सीयू मिश्र धातुओं की सूक्ष्म संरचना में भी सुधार हो सकता है, और मूल रूप से यांत्रिक गुणों को कम किए बिना तनाव संक्षारण प्रतिरोध, थकान शक्ति और फ्रैक्चर क्रूरता में काफी सुधार हो सकता है।