時効とは、合金ワークピースに溶体化処理、冷間塑性変形、鋳造、または鍛造を行った後、高温または室温で保管して、時間の経過に伴う特性、形状、寸法の変化を維持する熱処理プロセスを指します。
ワークを高温に加熱して短時間時効させることを人工時効といいます。ワークを室温や自然環境下に長期間放置することを自然時効といいます。時効処理の目的は、ワークの内部応力を除去し、微細構造と寸法を安定させ、機械的特性を向上させることです。アルミニウムの時効処理では、焼き入れ後の硬度が低いことが判明しましたが、室温で一定期間保管すると、その硬度は大幅に増加します。後に析出硬化として知られるこの現象は、工学界に大きな関心を呼び起こしました。その後、研究者らは時効によって強化できるいくつかのアルミニウム、銅、鉄-ベースの合金を発見し、従来の鋼の焼き入れや硬化とは根本的に異なる新しい強化方法である時効強化を生み出しました。時効前に溶体化処理を行う場合、合金の溶融を防ぎながら溶質原子が固溶体に溶解する能力を最大限に高めるために、加熱温度を厳密に制御する必要があります。多くのアルミニウム合金の溶体化処理加熱温度の許容差はわずか約 5 度です。人工時効では、最適な強化効果を得るために、加熱温度と保持時間の両方を厳密に制御する必要があります。製造では、合金を最初に室温またはそれよりわずかに高い温度で一定期間保持し、その後さらに高温でさらに一定期間保持する段階的時効処理が使用されることがあります。このアプローチにより、より良い結果が得られる場合があります。
