Термообработка может использоваться как промежуточная операция для улучшения технологических свойств (обрабатываемость режущим инструментом, повышение пластичности перед обработкой давлением и др.) и как окончательная операция для придания обрабатываемому материалу комплекса физико-механических и других свойств, обеспечивающих необходимые эксплуатационные характеристики изделия.
В углеродистой стали в зависимости от температуры нагрева и скорости охлаждения возможны следующие основные 4 вида превращений.
1. При нагреве выше температуры Ас1 феррито-цементная смесь - перлит превращается в аустенит П→ А
2. При медленном охлаждении ниже температуры Ас1 однородный твердый раствор углерода в - аустенит диффузонным путем распадается на смесь двух фаз - Ф+Ц) – П, А→ П
3. При быстром охлаждении аустенит превращается в мартенсит - упорядоченный перенасыщенный твердый раствор углерода в Fe-α. Из-за большой скорости охлаждения при превращении не происходит диффузия углерода.
А – (Fe-γ) → M –(Fe-α)
Мартенсит структура неустойчивая, неравновесная.
4. При нагреве ниже температуры Ас1 пересыщенный твердый раствор углерода в Fe - α - мартенсит распадается с образованием феррито-цементной смеси - перлита М → (Ф+Ц) – П
Классификация видов термической обработки
Первую классификацию различных видов термической обработки предложил академик А. А. Бочвар была разработана классификация видов и разновидностей термической обработки сталей и цветных металлов, а также соответствующая технология (рис. 45)
Термическая обработка включает в себя 6 основных видов, которые в свою очередь имеют различные разновидности.
Отжиг первого рода.
При литье, обработке давлением, сварке и других технологических процессах в структуре металлов и сплавов могут возникать отклонения от равновесного состояния. Отжиг 1 рода частично или полностью устраняет эти отклонения. Основные параметры - температура нагрева и время выдержки. Скорость нагрева и охлаждения имеют подчиненное значение. Его проведение не обусловлено фазовыми превращениями в твердом состоянии, т. е. для железоуглеродистых сплавов нагрев производиться до температур лежащих ниже Ас1).
Для Fe-C сплавов в зависимости от назначения дорекристализационный и рекристализационный отжиг и отжиг для снижения внутренних (остаточных) напряжений. Этот вид обработки применим к любым металлам и сплавам.