Legure na bazi precipitacijskog - stvrdnjavanja nikla - su dizajnirane sa određenim sadržajem precipitacijskih - elemenata (kao što su Al, Ti, Nb) u svom sastavu. Proces starenja je podijeljen u dvije osnovne faze:
Prvo tretman rastvorom: Legura se zagreva na visoku temperaturu (obično 980-1150 stepeni) i drži neko vreme. Ovo omogućava elementima koji formiraju precipitaciju - da se jednolično rastvore u FCC rešetki zasnovanoj na niklu -, formirajući prezasićeni čvrsti rastvor. Zatim se vrši brzo hlađenje (gašenje vodom ili hlađenje vazduhom) da bi se suzbilo taloženje drugih faza na sobnoj temperaturi, održavajući metastabilno prezasićeno stanje čvrstog rastvora.
Naknadni tretman starenja: Prezasićeni čvrsti rastvor se zagreva na srednju temperaturu (obično 600-850 stepeni) i drži nekoliko do desetina sati. Na ovoj temperaturi, rastvorljivost taložnih - elemenata u niklu naglo opada. Prezasićeni atomi (Al, Ti, Nb) će difundirati i agregirati u matrici i reagirati s atomima nikla kako bi se formiraliuređene faze intermetalnog jedinjenja(najčešći su 'faza Ni₃(Al,Ti) i ''faza Ni₃Nb). Ove faze su koherentne ili polu - koherentne sa interfejsom matrice, što može ometati kretanje dislokacija i na taj način poboljšati vlačnu čvrstoću legure.
Poboljšanje vlačne čvrstoće tretmanom starenjem se uglavnom postiže kroz sljedeća tri efekta blokiranja dislokacije -:
Parametri rešetke faza ' i '' malo se razlikuju od parametara matrice na bazi nikla -. Kada se ove faze ojačanja talože u matrici, oko faza će se formirati lokalno elastično polje deformacije. Kada se dislokacija pomiče u matrici, potrebno je savladati otpor polja deformacije, čime se povećava otpornost legure na deformaciju i time poboljšava vlačna čvrstoća. Što je manja veličina čestica faze ojačanja, to je ravnomjernija raspodjela i jači je efekat polja deformacija.
Kada veličina čestica faze jačanja dostigne određeni nivo (obično 10-50 nm), dislokacije ne mogu proći kroz čestice i mogu ih samo zaobići, ostavljajući dislokacijske petlje oko čestica. Formiranje ovih petlji zahtijeva dodatnu energiju, što povećava poteškoće kretanja dislokacije i dodatno povećava čvrstoću legure. Za legure na bazi nikla na visokoj - temperaturi -, ovaj mehanizam igra dominantnu ulogu u fazi starenja na srednjoj temperaturi od -.
Tokom tretmana starenjem, količine karbidnih elemenata u tragovima (kao što je C) u leguri će se takođe taložiti duž granica zrna i formirati fine čestice karbida (kao što su TiC, NbC). Ove čestice mogu pričvrstiti granice zrna, spriječiti klizanje granica zrna tokom procesa zatezanja i izbjeći intergranularni lom. U isto vrijeme, elementi u tragovima kao što su B i Zr dodani leguri će se odvojiti na granicama zrna, poboljšavajući čvrstoću vezivanja granica zrna i indirektno doprinoseći poboljšanju vlačne čvrstoće.
Učinak tretmana starenjem na snagu nije jednostavan linearni odnos, već je usko povezan s temperaturom i vremenom držanja:
Temperatura starenja: Ako je temperatura preniska, brzina difuzije atoma je spora, a taloženje faza jačanja je nedovoljno, što rezultira niskom čvrstoćom; ako je temperatura previsoka, čestice faze jačanja će brzo rasti (grubljenje), koherentnost interfejsa sa matricom će se izgubiti, efekat polja deformacije će oslabiti, a snaga će se značajno smanjiti.
Vrijeme čekanja: Sa produženjem vremena zadržavanja, količina padavina u fazama jačanja se prvo povećava, a zatim teži zasićenju. Previše dugo vrijeme držanja će uzrokovati grublje čestice i smanjiti učinak jačanja.
Uzimajući za primjer leguru Inconel 718, obično je optimalan sistem starenjadvostruko - starenje: zagrevanje na 720 stepeni 8 h, hlađenje na 620 stepeni brzinom od 55 stepeni/h i držanje 8 h. Nakon ovog tretmana u matrici se taloži veliki broj finih ''faza, a njena vlačna čvrstoća može dostići i više od 1300 MPa, što je 2-3 puta više od stanja kaljenja kao -.
Treba napomenuti da je jačanje starenja djelotvorno samo zalegure na bazi precipitacije - stvrdnjavajuće nikla -koji sadrži padavine - formirajućih elemenata. Za legure na bazi nikla - na bazi nikla - (kao što je Hastelloy C276, legura 600) bez Al, Ti i Nb, tretman starenjem ne može precipitirati faze ojačanja, tako da ne može poboljšati njihovu vlačnu čvrstoću. Osim toga, proces starenja će blago smanjiti plastičnost legure uz poboljšanje čvrstoće, tako da sistem starenja treba optimizirati u skladu sa stvarnim zahtjevima primjene kako bi se uravnotežila snaga i plastičnost.
