El endurecimiento por precipitación, también conocido como endurecimiento por envejecimiento, es una técnica en la que se aplica calor a un material maleable, como una aleación de metal, para fortalecerlo. La técnica endurece la aleación creando impurezas sólidas, llamadas precipitados, que detienen el movimiento de dislocaciones en la estructura de la red cristalina. Las dislocaciones son la causa principal de plasticidad en un material; por tanto, la ausencia de dislocaciones aumenta el límite elástico del material. Las aleaciones que se usan típicamente incluyen aleaciones de aluminio, magnesio, níquel y titanio.
La creación de materiales endurecidos por precipitación comienza con calentar el material a una temperatura muy alta para disolver el precipitado. El precipitado tarda entre 1 y 20 horas en disolverse por completo. La nueva mezcla se vuelve sobresaturada y está lista para ser tratada más.
La sobresaturación de la solución se logra mediante enfriamiento. El enfriamiento se puede completar en agua, aire o alguna mezcla de aire y agua. Como paso importante en el fortalecimiento de la solución sólida, deja el material más suave y más preparado para la siguiente fase de endurecimiento por precipitación.
Después de la fase inicial y la fase de enfriamiento, la solución se envejece. El envejecimiento artificial ocurre calentando la solución por encima de la temperatura ambiente y luego dejándola en remojo durante 2 a 20 horas. La temperatura de envejecimiento y el tiempo de remojo están determinados por la resistencia deseada del producto final. Es importante tener mucho cuidado con la temperatura y el tiempo, porque una temperatura demasiado alta y demasiado remojo pueden conducir a menos precipitados, lo que disminuye la resistencia y aumenta la ductilidad.
El envejecimiento natural es otra opción. Si uno decide utilizar esta opción, tenga en cuenta que el envejecimiento natural de una solución lleva mucho más tiempo que el método mencionado anteriormente. Puede llevar desde unos pocos días hasta varias semanas.
Las impurezas que se producen a través del proceso de endurecimiento por precipitación alteran la estructura de la red cristalina en acero inoxidable, aluminio y otras aleaciones. Inhiben las dislocaciones en estas estructuras, lo que dificulta que las partículas sueltas corten el material. Inhibir estas interrupciones es clave para aumentar el límite elástico de la aleación a lo largo del tiempo.
Las aleaciones fabricadas mediante endurecimiento por precipitación tienen muchos usos prácticos en la industria manufacturera. Por lo general, se utilizan para fabricar piezas que deben soportar situaciones de alta temperatura, como piezas de un recipiente a presión o un turbocompresor. Muchas aleaciones tienen usos muy importantes en la industria. El silicio se utiliza para fabricar materiales semiconductores. El cobre se utiliza para una amplia variedad de propósitos, desde la construcción naval hasta el techado.