Отжиг второго рода (фазовая перекристаллизация).

О т ж и г (второго рода или фазовая перекристаллизация) — термическая операция, состоящая из нагрева выше температуры фазового превращения с

последующим достаточно медленным охлаждением для получения структурно

устойчивого состояния сплава.

Если в сплавах при нагреве происходит фазовое превращение (аллотропическое

превращение, растворение второй фазы и т. д.), то нагрев выше некоторой

критической температуры вызывает изменение в строении сплава. При последующем

охлаждении произойдет обратное превращение. Если охлаждение достаточно

медленное, то превращение будет полное и фазовый состав будет соответствовать

равновесному состоянию.

Закалка.

З акалка — термическая операция, состоящая в нагреве выше температуры

превращения с последующим достаточно быстрым охлаждением для получения

структурно неустойчивого состояния сплава.

Если в сплаве при нагреве происходят фазовые изменения, то полнота

обратного (при охлаждении) превращения зависит от скорости охлаждения.

Теоретически можно себе представить такие условия охлаждения, при которых

обратное превращение вовсе не произойдет, и при комнатной температуре в

результате быстрого охлаждения зафиксируется состояние сплава, характерное для

высоких температур. Это будет закалка. Во многих случаях закалка не фиксирует

совсем (или фиксирует неполностью) состояние сплава, устойчивое при высоких

температурах. Поэтому крайний случай закалки, когда состояние сплава, характерное

для высоких температур, фиксируется, называется истинной закалкой, в отличие от

закалки в более широком смысле, когда фиксируется не состояние сплава при

высокой температуре, а некоторая стадия структурного превращения, при которой в

сплаве не достигнуто еще равновесное состояние.

Между обработкой второй и третьей групп есть общее. И в той, и в другом

случае сплав нагревается выше температуры фазового превращения, и окончательное

строение приобретает в результате превращения при последующем охлаждении.

Однако между обоими видами имеется и принципиальная разница. При обработке по

второй группе цель охлаждения — приближение сплава к равновесному состоянию,

поэтому охлаждение ведется медленно. При обработке по третьей группе охлаждение

ведется быстро, чтобы отдалить структурное состояние сплава от равновесного.

Отпуск или старение.

О тпус к (или с тар ение) — термическая операция, состоящая в нагреве

закаленного сплава ниже температуры превращения для получения структурно более

устойчивого состояния сплава.

Состояние закаленного сплава характеризуется неустойчивостью. Даже без

всякого температурного воздействия в сплаве могут происходить, процессы,

приближающие его к равновесному состоянию. Нагрев сплава, увеличивающий

подвижность атомов, способствует этим превращениям. При повышении температуры

закаленный сплав все больше приближается к равновесному состоянию. Отпуск, если

он происходит при комнатной температуре (т. е. термическая обработка заменяется

выдержкой при комнатной температуре) или при невысоком нагреве, называют

старением. И при отжиге первого рода при отпуске сплав приближается к

структурному равновесию. В обоих случаях начальную стадию характеризует

неустойчивое состояние, только для отжига первого рода оно было результатом

предварительной обработки, при которой, однако, не было фазовых превращений, а

для отпуска — предшествовавшей закалкой. Таким образом, отпуск — вторичная

операция, осуществляемая всегда после закалки.

Кроме этих основных видов термической обработки имеются еще два

принципиально отличных способа, химико-термическая и термо-механическая

обработка.

Термическая обработка и диаграмма состояния

Диаграмма состояния показывает каким видам ТО может быть подвергнут

сплав и в каких температурных интервалах нужно проводить ТО

Рассмотрим три диаграммы состояния. На рис.1, а, для сплавов расположенных

левее точки F невозможна ТО такая как фазовая перекристаллизация, закалка и

отпуск, т.к. сплавы не имеют превращений в твердом состоянии.

Рисунок – 1 Диаграммы состояния

Для всех сплавов лежащих правее точки F возможна ТО такая как закалка и

отпуск т.к. при нагреве происходит растворение избыточной фазы B в α-твердом

растворе и закалка приведет к фиксации состояния сплава при высокой температуре а отпуск приведет к выделению из твердого раствора избыточной фазы.

На рис.1, б, диаграмма состояния показывает, что для всех сплавов невозможна

ТО такая как фазовая перекристаллизация, закалке или отпуску, об этом говорит

вертикальная линия DF показывающая отсутствие изменения растворимости в

зависимости от температуры, а это значит, что фазовых превращения отсутствуют у

всех сплавов.

На рис.1, в, диаграмма состояния показывает, что все сплавы диаграммы могут

быть подвергнуты всем ТО. При нормальной температуре все сплавы состоят из α+β

– фаз. При t0

ЭВТ фазы α и β превращаются в γ – фазу. Последующее охлаждение

определяет вид термической обработки отжиг или закалка эти виды ТО возможны

при нагреве выше температуры фазовой перекристаллизации и образовании γ –

твердого раствора.