پیرسازی در عملیات حرارتی یکی از اصولی‌ترین و حیاتی‌ترین جنبه‌های صنعت فلزی و مهندسی مواد است. این عملیات معمولاً به افزایش مقاومت مواد فلزی در برابر خستگی، سایش و دیگر عوامل زیان‌آور می‌پردازد. با درک صحیح از اصول و عوامل موثر در پیرسازی، می‌توان خواص مکانیکی و مقاومت مواد را بهبود داد و عمر مفید قطعات را افزایش داد.
اصول پیرسازی در عملیات حرارتی
پیرسازی یک فرآیند حرارتی است که با تنظیم دما و زمان، ساختار داخلی مواد فلزی را تغییر می‌دهد. این تغییرات به افزایش چگالی تعداد دیسلوکاسیون‌ها و بهبود خواص مکانیکی مواد منجر می‌شود.
عوامل موثر در پیرسازی
دما: دما بسیار مهم است و تعیین کننده سرعت پیرسازی می‌باشد. دماهای بالاتر معمولاً سرعت پیرسازی را افزایش می‌دهند.
زمان: زمان نیز تاثیرگذار است و به تنظیم ساختار نهایی مواد کمک می‌کند.
سیکل‌های حرارتی: ترتیب و تعداد سیکل‌های حرارتی نیز می‌توانند تأثیرات متفاوتی روی پیرسازی داشته باشند.
کاربردهای پیرسازی
صنایع فولاد: در تولید انواع فولاد‌ها و قطعات مختلف مانند شافت‌ها و دنده‌ها، پیرسازی به منظور بهبود مقاومت به خستگی و سایش مورد استفاده قرار می‌گیرد.
صنایع هوافضا: در تولید قطعات هواپیما و موتورهای جت، پیرسازی به منظور بهبود خواص مکانیکی و کاهش وزن قطعات استفاده می‌شود.
آلیاژهای سری ۶۰۰۰ آلومینیوم، از دسته آلیاژهای عملیات حرارت پذیر هستند که می‌توان با عملیات حرارتی دو مرحله‌ای، خواص مکانیکی آن‌ها را تقویت کرد. به منظور بررسی عملیات حرارتی رسوب سختی آلومینیوم ۶۰۶۱ ، پس از ریخته‌گری این آلیاژ، نمونه‌هایی از این ماده ابتدا به مدت ۴۵ دقیقه در دمای ۵۲۵ درجه سانتی‌گراد تحت عملیات محلول‌سازی قرار گرفتند. سپس به منظور انجام عملیات پیرسازی، در دماهای ۱۷۰، ۱۸۰، ۱۹۰ و ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد به مدت ۴ و ۸ ساعت عملیات پیرسازی بر روی آن‌ها انجام شد. به منظور بررسی خواص هریک از نمونه‌ها، آنالیزهای متالوگرافی نوری و سختی سنجی انجام گرفت. مشخص شد که با افزایش دمای پیرسازی به دلیل افزایش نفوذ، رسوبات رشد کرده و با تشکیل رسوبات ضخیم، سختی نمونه‌ها از ۹۲ به ۷۰ راکول بی کاهش پیدا می‌کند. همچنین با افزایش زمان پیرسازی، فرصت لازم جهت به هم پیوستن رسوبات ایجاد شده و کاهش چشم‌گیر سختی از ۷۰ به ۳۰ راکول بی برای نمونه‌های پیرشده در دمای ۲۰ درجه سانتی‌گراد اتفاق می‌افتد.