Теория термической обработки

Термической обработкой называется совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения твердых металлических сплавов с целью получения заданных свойств за счет изменения внутреннего строения и структуры. Различают следующие виды термической обработки: отжиг первого рода - нагрев, выдержка и охлаждение сплава с целью снятия остаточных напряжений и искажений кристаллической решетки после предшествующей обработки; отжиг второго рода - нагрев выше температуры фазового превращения и медленное охлаждение, приводящее сплав в равновесное состояние. Цель такого отжига - получение устойчивого фазового состава сплава; закалка - нагрев до температуры более высокой, чем температура фазового превращения, выдержка при этой температуре и быстрое охлаждение, после которого фиксируется состояние сплава, соответствующее более высокой температуре; отпуск - нагрев закаленного сплава до температуры ниже критической температуры фазового превращения и охлаждение. Это приводит к снятию остаточных напряжений после закалки. Если отпуск проводится при комнатной температуре или несколько ее превышающей, он называется старением.
Термическая обработка стали имеет важное практическое значение, широко применяется в машиностроении и включает наибольшее разнообразие методов. Такая обработка основана на протекании фазовых превращений в системе железо - углерод, результат которых - образование равновесных и неравновесных фазовых и структурных составляющих стали в зависимости от температурного диапазона обработки и кинетики охлаждения металла. Главной целью термической обработки стали является получение требуемого ее сочетания механических свойств, обеспечивающего высокую конструкционную прочность и другие эксплуатационные характеристики.

Главной целью термической обработки стали является изменение ее механических свойств. Отжиг первого и второго рода применяется для получения равновесных состава и структуры стали. В отожженном состоянии сталь имеет наиболее низкую прочность и высокую пластичность. Ее структура - пластичный феррит и частицы цементита. Механические свойства при этом зависят от содержания углерода, с возрастанием которого сталь упрочняется, что объясняется действием карбидных включений, препятствующих движению дислокации.