Izločanje - zlitin na osnovi niklja - je zasnovano z določeno vsebnostjo izločanja - elementov, ki tvorijo (kot so Al, Ti, Nb) v svoji sestavi. Proces staranja je razdeljen na dve glavni fazi:
Najprej zdravljenje z raztopino: Zlitina se segreje na visoko temperaturo (običajno 980–1150 stopinj) in se zadrži nekaj časa. To omogoča, da se elementi, ki tvorijo padavino -, enakomerno raztopijo v mreži FCC na osnovi niklja - in tvorijo prenasičeno trdno raztopino. Nato se izvede hitro hlajenje (kaljenje z vodo ali zračno hlajenje), da se prepreči obarjanje drugih faz pri sobni temperaturi, pri čemer se ohrani metastabilno prenasičeno stanje trdne raztopine.
Naknadno zdravljenje staranja: Prenasičena trdna raztopina se segreje na srednjo temperaturo (običajno 600–850 stopinj) in se zadržuje nekaj do več deset ur. Pri tej temperaturi se topnost elementov, ki tvorijo padavine -, v niklju močno zmanjša. Prenasičeni atomi (Al, Ti, Nb) bodo difundirali in se agregirali v matriki ter reagirali z atomi niklja in nastaliurejene intermetalne spojine(najpogostejši sta 'faza Ni3(Al,Ti) in 'faza Ni3Nb). Te faze so koherentne ali pol - koherentne z matričnim vmesnikom, kar lahko ovira gibanje dislokacij in tako izboljša natezno trdnost zlitine.
Izboljšanje natezne trdnosti z obdelavo s staranjem je doseženo predvsem z naslednjimi tremi učinki blokiranja dislokacij -:
Parametri rešetke faz ' in ' so nekoliko drugačni od parametrov matrice na osnovi niklja -. Ko se te ojačitvene faze izločijo v matrici, se okoli faz oblikuje lokalno elastično deformacijsko polje. Ko se dislokacija premika v matrici, mora premagati upor deformacijskega polja, kar poveča deformacijsko odpornost zlitine in s tem izboljša natezno trdnost. Manjša kot je velikost delcev faze utrjevanja, bolj enakomerna je porazdelitev in močnejši je učinek deformacijskega polja.
Ko velikost delcev ojačitvene faze doseže določeno raven (običajno 10–50 nm), dislokacije ne morejo prerezati delcev in jih lahko le obidejo, pri čemer puščajo dislokacijske zanke okoli delcev. Tvorba teh zank zahteva dodatno energijo, kar poveča težavnost gibanja dislokacij in dodatno poveča trdnost zlitine. Pri visokotemperaturnih zlitinah na osnovi niklja - ima ta mehanizem prevladujočo vlogo v fazi staranja pri srednji - temperaturi.
Med obdelavo s staranjem se bodo sledovi karbidnih elementov (kot je C) v zlitini prav tako oborili vzdolž meja zrn in tvorili drobne delce karbida (kot sta TiC, NbC). Ti delci lahko pritrdijo meje zrn, preprečijo drsenje meja zrn med nateznim postopkom in se izognejo medzrnskemu lomu. Hkrati se bodo elementi v sledovih, kot sta B in Zr, dodani zlitini, ločili na mejah zrn, kar bo izboljšalo vezno trdnost meja zrn in posredno prispevalo k izboljšanju natezne trdnosti.
Učinek obdelave staranja na trdnost ni preprosto linearno razmerje, ampak je tesno povezan s temperaturo in časom zadrževanja:
Temperatura staranja: Če je temperatura prenizka, je hitrost difuzije atomov počasna in obarjanje ojačitvenih faz je nezadostno, kar povzroči nizko trdnost; če je temperatura previsoka, bodo delci ojačitvene faze hitro rasli (grobljenje), koherenca vmesnika z matriko bo izgubljena, učinek deformacijskega polja bo oslabel in moč se bo znatno zmanjšala.
Čas zadrževanja: S podaljševanjem časa zadrževanja se količina padavin v fazah krepitve najprej poveča in nato teži k nasičenju. Predolg čas zadrževanja bo povzročil grobost delcev in zmanjšal učinek utrjevanja.
Če za primer vzamemo zlitino Inconel 718, je običajno optimalen sistem staranjadvojno - stopenjsko staranje: segrevanje na 720 stopinj za 8 ur, ohlajanje na 620 stopinj s hitrostjo 55 stopinj / uro in držanje 8 ur. Po tej obdelavi se v matrici izloči veliko število finih '' faz, njena natezna trdnost pa lahko doseže več kot 1300 MPa, kar je 2–3-krat več kot v - kaljenem stanju.
Opozoriti, da krepitev staranja učinkovita le zaizločanje - zlitine na osnovi niklja - za utrjevanjeki vsebuje elemente, ki tvorijo padavine -. Za zlitine na osnovi - niklja -, ki utrjujejo raztopino (kot je Hastelloy C276, Alloy 600) brez Al, Ti in Nb, obdelava s staranjem ne more sprožiti ojačitvenih faz, zato ne more izboljšati njihove natezne trdnosti. Poleg tega bo proces staranja nekoliko zmanjšal plastičnost zlitine, hkrati pa izboljšal trdnost, zato je treba sistem staranja optimizirati glede na dejanske zahteve uporabe, da se uravnoteži trdnost in plastičnost.
