И. И. НОВИКОВ / / $ 7

ТЕОРИЯ

ТЕРМИЧЕСКОЙ

ОБРАБОТКИ

МЕТАЛЛОВ

Издание 4-е,

переработанное и дополненное

Допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебника для студентов вузов, обучающихся по специальности «Металловедение, оборудование и технология термической обработки металлов»

&

МОСКВА «МЕТАЛЛУРГИЯ» 1986

Рецензент: кафедра термообработки и физики металлов Ураль­ского политехнического института им. С. М. Кирова

УДК 621.785'669.1/8&

Теория термической обработки металлов: Учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп.: Новиков И. И.: Металлургия, 1986. 480 с.

Изложена теория термической обработки сталей, чугунов, цпет- ных металлов и сплавов. Проанализированы изменения структуры и свойств при закалке, отпуске, старении, отжиге с фазовой перекристал­лизацией, рекристаллизационном и дорекристаллизационном отжиге, гомогенизации, отжиге для уменьшения напряжений, термомеханичес­кой, химико-термической и других разновидностях термообработки.

Учебник рассчитан на студентов, специализирующихся по металло­ведению н термической обработке, а также студентов других металлур­гических специальностей и может быть полезен инженерам — метал­ловедам, термистам, литейщикам, сварщикам, специалистам по обра­ботке металлов давлением и порошковой металлургии. Ил. 220. Табл. 11. Библиогр. список: 74 назв.

УЧЕБНИК

Илья Изриэлович Новиков

ТЕОРИЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ

Редактор издателвства М. С. Архангельская Художественный редактор Ю. И. С м у р ы г и н Технический редактор Г. Б. Ж а р о в а Корректоры Г. Ф. Лобанова, Ю. И. Королева

И Б Л» 2882

Сдано в набор 11.04.86. Подписано в печать 23.06.86. Т-14670. Формат бумаги

84Х108'/з2. Бумага типографская № 1. Гарнитура литературная. Печать высокая. Уел. печ. л. 25,20. Уел. кр.-отт. 25,20. Уч.-изд. л. 29,06. Тираж 16 800 экз. Заказ 497. Цена 1 р. 30 к. Изд. Ке 1283

Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Металлургия»,

119857, ГСП, Москва, Г-34, 2-й Обыденский пер., д. 14

Владимирская типография Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли 600000, г. Владимир, Октябрьский проспект, д. 7

© Издательство «Металлургия», 1986

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие

В

15

15

15

28

31

34

34

42

45

55

68

74

77

82

91

101

105

110

ПО

114

122

123

123

132

135

143

147

154

155

166

169

182

193

193. 202 203

ведение «

Раздел первый. ОТЖИГ ПЕРВОГО РОДА .... Глава I. Гомогенизациоиный отжиг

§

от

1. Изменение структуры сплавов при гомогеиизационном

жиге '

§ 2 Изменение свойств сплавов при гомогеиизационном отжиг 4- 3. Гомогенизация с иагревом выше температуры неравновесно го солидуса

Глава II. Рекристаллизациоииый и дорекристаллизационныи отжиги

4. Изменение структуры металла при холодной обработке дав

лением

4. Изменение свойств металла при холодной обработке давле

нием

4. Изменение структуры при дорекристаллизациоином отжиг

5. Первичная рекристаллизация (рекристаллизация обработки

6. Собирательная рекристаллизация

7. Текстуры рекристаллизации

8. Вторичная рекристаллизация

9. Размер рекристаллизованнсго зерна .....

§ 12. Изменение свойств металла при дорекристаллизациоином

рекристаллизациоином отжиге

§ 13. Анизотропия свойств отожженного металла

14. Выбор режимов дорекристаллизациоиного и рекристаллиза ционного отжига

§

Глава III. Отжиг, уменьшающий напряжения ....

§ 15. Возникновение и роль остаточных напряжений .

§ 16. Уменьшение остаточных напряжений при отжиге .

Раздел второй. ОТЖИГ ВТОРОГО РОДА . . , .

Глава IV. Общие закономерности фазовых превращений твердом состоянии

§ 17. Термодинамика фазовых превращений

§ 18. Роль строения межфазных границ при фазовых превраще

ниях

§ 19. Гомогенное и гетерогенное зарождение фаз .

§ 20. Образование промежуточных метастабильиых фаз § 21, Кинетика фазовых превращений

Глава V. Отжиг сталей

§ 22. Образование аустенита при нагреве ,

§

а ус

23. Структурная наследственность и перекристаллизация

тенита

§ 24. Диффузионные превращения аустенита при охлаждении

§ 25. Разновидности отжига сталей

Глава VI. Отжиг чугунов

§ 26. Графитизирующий отжиг чугуна

§ 27. Нормализация чугуна

Глава VII. Отжиг цветных металлов и сплавов

Раздел 14

D = Ae- W, (2) 20

чН 36

9 m 68

179 § 12. Изменение свойств металла при дорекристаллизациоином и рекристаллизационном отжиге 91

256 § 13. Анизотропия свойств отожженного металла 102

юз 104

343 § 16. Уменьшение остаточных напряжений при отжиге 115

392 Раздел 121

393 второй ОТЖИГ ВТОРОГО РОДА 121

466 J = Аё ^Л6»ф^/И в ^^кт . (25) 128

(11 1)а II (Ю1)м и [lTo]_A || [ПТ]_М. 243

d. — Av~ⁿ, (34) 307

где Лии — константы, мало различающиеся у разных сплавов на одной основе. Это позволяет использовать формулу (34) для оценки скорости охлаждения при кристаллизации тонких слоев расплава по измеренным значениям d. 308

четвертый 313

СТАРЕНИЕ И ОТПУСК 313

Раздел пятый 417

ОБРАБОТКА 417

Раздел 449

Ш. 449

^S

436

438

440

440

441

444

445

446

447

447

448

450

459

460

463

468

468. 471 475 479

‘ (ВТМО)

§ 58. Предварительная термомеханическая обработка (ПТМО) .

Глава XV. Термомеханическая обработка сталей, закаливаемых _на мартенсит

§ 59. Низкотемпературная термомеханическая обработка (НТМО) s 60 Высокотемпературная термомеханическая обработка

' (ВТМО)

§ 61. Термомеханическая обработка с деформацией во время пер­литного превращения

§ 62. Контролируемая прокатка

§ 63. Предварительная термомеханическая обработка (Г1ТМО)

раздел шестой. ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА . .

Глава XVI. Закономерности изменения состава и структуры при химико-термической обработке

§ 64. Образование однофазной диффузионной зоны , ,

§ 65. Образование многофазной диффузионной зоны ,

§ 66. Особенности строения диффузионной зоны

Глава XVII. Разновидности химико-термической обработки ,

§ 67. Диффузионное насыщение неметаллами

§ 68. Диффузионное насыщение металлами

§ 69. Диффузионное удаление элементов

Пр иложение

Рекомендательный библиографический список

Предметный указатель

Посвящаю моему учителю

академику Андрею Анатольевичу Бочвару

ПРЕДИСЛОВИЕ

Книга написана в соответствии с учебной программой курса «Тео­рия термической обработки», который автор на протяжении многих лет читает в Московском институте стали и сплавов.

Теория термической обработки является центральной дисциплиной в подготовке металловедов и термистов. Перед ее изучением студент должен освоить физическую химию, кристаллографию, металлографию, иметь представление о дефектах кристаллического строения, механи­ческих свойствах и методах испытания металлов. В свою очередь тео­рия термической обработки — это база для изучения технологии тер­мической обработки и таких разделов спецкурса металловедения, как «Легированные стали» и «Сплавы цветных металлов».

В последние десятилетия теория термической обработки развива­лась очень быстрыми темпами. Для ее развития наиболее характерно ьсе большее использование научных представлений и эксперименталь­ных методов физики металлов, в особенности учения о дефектах кри­сталлической решетки, с целью более глубокого понимания природы, механизма и кинетики структурных изменений и закономерностей из­менения свойств металлов и сплавов при тепловом воздействии. В ре­зультате весьма подробно изучены процессы термообработки давно используемых и новых металлических материалов. В одном учебнике уже невозможно изложить и общую теорию термической обработки, и особенности термообработки отдельных групп сплавов.

В книге дан анализ изменений структуры н свойств, вызываемых тепловым воздействием на металл. При этом большое внимание уделе­но таким структурным изменениям, как рекристаллизация, мартенсит- ное превращение, распад твердого раствора, гомогенизация н др., ко­торые особенно часто встречаются при термообработке разных групп металлических материалов.

Книга построена в соответствии с известной классификацией видов термообработки акад. А. А. Бочвара и рекомендациями по классифи­кации и терминологии термической обработки Комиссии по стандарш- зации СЭВа.

Наиболее подробно представлены процессы отжига, закалки, от- п тка старения и термомеханической обработки. Менее детально рас­смотрена химико-термическая обработка, так как она в неодинаковом объеме изучается студентами разных специализаций и для подробного ■пучения обычно выносится в спецкурс

При изложении общей теории термической обработки каждый вид термообработки проанализирован иа примере тех групп сплавов чер­ные и цветных металлов, для которых соответствующие процессы ис­следованы подробнее и, как правило, имеют наибольшее практическое значение.

В приложении в конце кииги приведен химический состав упомя­нутых в тексте сталей и сплавов цветных металлов.

В четвертое издание учебника внесены дополнения и исправления в соответствии с новой учебной программой по курсу, а также с уче­том достижений в теории термической обработки за восемь лет, про­шедших после предыдущего издания.

В учебник включена глава о новом виде термической обработки— закалке с плавлением поверхности (гл. X). Специалисты, знакомив* шнеся с рукописью учебника, высказали прямо противоположные точ­ки зрения на целесообразность выделения закалки с плавлением по­верхности как самостоятельного вида термической обработки. Автор убежден в правомочности и необходимости такого выделения, так как фазовые и структурные изменения при указанной обработке, опреде­ляющие ее главные преимущества, принципиально отличаются от фа­зовых и структурных изменений при других видах закалки.

Новыми являются разделы, касающиеся абнормального эвтекто- кдного превращения в сталях (§ 24, п. 2), гетерогенизационного отжи- ia для улучшения деформируемости слитков (§ 28, п. 2), закалки ста­лей с температур межкритического интервала (§ 41, п. 5), поверхно­стной закалки на мартенсит с использованием лазерного нагрева (§ 42, п. 2), старения под напряжением (§ 46, п. 2 и § 49, п. 3), отпуска под напряжением (§ 52, п. 2), контролируемой прокатки (§ 62). Расши­рены сведения об образовании аустенита (§ 22), эффекте запоминания формы (§ 37, п. 2), кинетике старения (§ 46, п. 5) и о типах зависи­мости прочностных свойств от времени старения (§ 47, п. 3). Внесены также изменения и дополнения в другие разделы.

Автор благодарен коллективу кафедры термообработки и физики металлов Уральского политехнического института (зав. кафедрой проф. М. И. Гольдштейн) за подробный критический анализ рукописи. Автор признателен акад. В. Д. Садовскому, профессорам В. М. Глазову, С. С. Дьяченко, В. С. Золоторевскому, В. Ю. Новикову, А. Г. Рах- штадту, Ю. А. Скакову, В. М. Счастливцеву, М. А. Штремелю и Доц. А. И. Новикову за обсуждение отдельных разделов в замечания, которые помогли улучшить книгу.

ВВЕДЕНИЕ

Термической обработкой называют процесс обработки из­делий из металлов и сплавов путем теплового воздействия с целью изменения их структуры и свойств в заданном на­правлении.

Это воздействие может сочетаться также с химическим, деформационным, магнитным и другими воздействиями.

Термическая обработка — самый распространенный в современной технике способ изменения свойств металлов и сплавов. На металлургических и машиностроительных за­водах термическая обработка является одним из важней­ших звеньев технологического процесса производства по­луфабрикатов и деталей машин. Термообработку приме­няют как промежуточную операцию для улучшения технологических свойств (обрабатываемости давлением, резанием и др.) и как окончательную операцию для при­дания металлу или сплаву такого комплекса механических, физических и химических свойств, который обеспечивает необходимые эксплуатационные характеристики изделия. Чем ответственней конструкция, тем, как правило, больше в ней термически обработанных деталей.

Теория термической обработки является частью метал­ловедения. Главное в металловедении — это учение о связи между строением и технически важными свойствами ме­таллов и сплавов. При нагреве и охлаждении изменяется структура металлического материала, что обусловливает изменение механических, физических и химических свойств и влияет на его поведение при обработке и эксплуатации.

Теорию термической обработки составляет учение об изменениях строения и свойств .металлов или сплавов при тепловом воздействии, не исчезающих после его прекра­щения.

По глубине и разнообразию структурных изменений, возникающих в результате термообработки, с ней не могут сравниться ни механические, ни какие-либо другие виды воздействия на металлы.

Краткий исторический очерк

Человек использует термообработку с древнейших времен. Анализ ар­хеологических находок позволяет сделать заключение о времени появ­ления и характере операций термообработки. В переходный период от каменного века к бронзовому (в эпоху энеолита) появились первые ме­таллические изделия, которые были получены ковкой с помощью камен­ного молота вначале самородных золота и меди, а затем и меди, вы­плавленной нз руды.

Применяя холодную ковку, первобытный человек столкнулся с яв-

.„см наклепа, которое затрудняло изготовление изделий с тонкими ^ле‘ _ями и острыми наконечниками, и для восстановления пластичности узнеи должен был нагревать холоднокованую медь в очаге. Наиболее птннпе надежные свидетельства о применении такого рекристаллизацн- ошюго отжига приходятся на конец V тысячелетия до и. э. Они получе­ны при исследовании кованых изделий (например, ножей) из выплав- тенной меди, относящихся к южнотуркменской энеолитической культуре. Без промежуточного рекриста л л нзациониого отжига для вос­становления пластичности нельзя было обойтись и прн изготовлении ме­тодом ковки тонких медных, а позднее и бронзовых листов. Эти листы шли на выделку посуды, производившейся в значительных количествах ео II тысячелетии до н. э. (в бронзовом веке).

Таким образом, рекристаллизационный отжиг по времени появле­ния был первой операцией термической обработки металла и использо­вался уже начиная с V тысячелетия до н. э.

Закалка появилась значительно позднее отжига. Металлургическое производство железа началось с конца II тысячелетия до н. э. Железо получали тогда сыродутным способом непосредственно из железной ру­ды. Из-за низкого содержания углерода оружие нз такого железа нель­зя было упрочнить закалкой. В ранний период применения железа за­калку проводили одновременно с цементацией. Нагревая заготовку для горячей ковки в древесноугольном горне, т. е. проводя науглерожива­ние, и затем охлаждая ее в воде, кузнец столкнулся с резким улучше­нием качества оружия и орудий труда, сделанных из железа.

Открытие сыродутного способа производства железа с последую­щей его цементацией и закалкой было одним из важнейших достиже­ний в истории человеческого , общества. Металлографическое изучение гальштатской кузнечной техники (Средняя Европа) показало, что це­ментация железных изделий (ножей, наконечников копни) и последую­щая их закалка в воде были известны уже в начале I тысячелетия до н. э. Однако эти виды упрочняющей термической обработки использо­вались в то время сравнительно редко.

В Древних Греции и Риме упрочняющая термообработка стали бы­ла хорошо известна, что подтверждается упоминаниями о закалке у ан­тичных авторов. В «Одиссее» Гомера (VIII—-VII вв. до н. э.) в девятой песне есть такие строки: «Как погружает кузнец раскаленный топор иль секиру в воду холодную, и зашипит с клокотаньем железо ■— крепче же­лезо бывает, в огне н воде закаляясь» (перевод П._А. Шуйского). Арис­тотель (IV в. до н. э.) отмечал, что лучшую сталь получают нагревом железа в горне по нескольку раз. Такая обработка приводила к наугле­роживанию железа и обеспечивала после закалки высокую прочность и твердость изделий. Аристотель упоминал о закалке стали в масле. Пли­ний Старший (I в.) писал, что тонкие стальные изделия во избежание их коробления н растрескивания закаливают в масле.

Металлографический анализ европейских археологических находок показывает, что сталь (науглероженное железо) и закалка стальных из­делий вошли во всеобщее употребление с V—IV вв. до н. э. Закалка медных сплавов была известна человеку также еще до н. э. Сравнитель­но недавние исследования литых этрусских зеркал из высокооловянной бронзы (Италия, V—IV вв. до н. э.) и Сарматских зеркал (Поволжье, IV—II вв. до н. э.) показали, что эти изделия закаливали на мартенсит в воде скорее всего с целью улучшения зеркального блеска при поли­ровке.

В средние века применяли самые разнообразные технологические операции: закалку в жидкости, закалку в воздушной струе, местную за­калку лезвий, низкий, средний и высокий отпуск, цементацию, защиту стали от обезуглероживания при иагреве, рекристаллизационный отжиг и др.

Микроструктуриое изучение, рентгеновский анализ и измерение мик- ротвердостн многих сотен древнерусских находок из слоев X—XV вв. показали, что ⁹/'ю исследованных стальных орудии труда и оружия на­ходилось в термически обработанном состоянии, из них одна треть бы­ла закалена, а остальные закалены и отпущены. Цементацию в древес­ном угле или органическом веществе применяли к ножам, мечам, копь­ям, напильникам, резцам и другим инструментам. Искусство термообработки режущего и колющего оружия было высоко развито в средние века. Например, знаменитые клинки из булатной (дамасской) стали обладали прекрасными режущими и упругими свойствами благо­даря сочетанию тонко разработанных способов плавки, ковки и термо­обработки.

Не зная сущности внутренних превращений в металле, средневеко­вые мастера приписывали получение высоких свойств при термообработ­ке проявлению сверхъестественных сил. Способы термообработки стали, особенно холодного оружия, детально описаны в средневековой лите­ратуре. Если из средневековых рецептов термообработки выбросить не­которые подробности и заклинания, то большая часть этих рецептов ока­жется оправданной с точки зрения современного термиста.

Термообработку использовали с древнейших времен как технологи­ческую операцию, но развитие ее как науки стало возможным только с середины XIX столетия. До этого времени знания человека о термооб­работке представляли совокупность рецептов, выработанных на основе многовекового опыта. Эти рецепты, часто весьма ценные, передавали из поколения в поколение, секреты выполнения отдельных операции иногда терялись в веках и вновь познавались, но истинная природа процессов, происходящих в металле при термообработке, оставалась загадкой.

Развитие техники в XIX в. потребовало превращения термообработ­ки из искусства в иауку. В середине XIX столетия армия и флот стре­мились заменить бронзовые н чугунные пушки более прочными, а сле­довательно, и более мощными стальными орудиями. Начало широкого производства артиллерийских орудий из стали относится к 50-м годам прошлого века. В этот период проблема изготовления стальных орудий­ных стволов высокой и гарантированной прочности была чрезвычайно острой. Выдающиеся металлурги того времени, в том числе генерал П. М. Обухов, знали рецепты плавки и литья стали, но, несмотря на это, прн учебной стрельбе разрывы стальных орудий случались очень часто.

Много стальных крупповских орудий без видимых причин разорва­лось в войну Пруссии с Австрией в 1866 г. Наступил кризис доверия к стали как к материалу для орудийных стволов, и начался возврат к брон­зовым пушкам.

В 1866 г. на Обуховский сталелитейный завод в Петербурге был приглашен на должность техника молотового цеха Дмитрий Константи­нович Чернов (1839—1921 гг.). В 1868 г. в Русском техническом общест­ве Чернов делает знаменитый доклад «Критический обзор статей гг. Лав­рова и Калакуцкого о стали и стальных орудиях и собственные Д. К. Чернова исследования пе этому же предмету» ‘. В этом докладе он сообщает результаты работы по выяснению причин брака стальных поковок. Наблюдая под микроскопом шлифы, приготовленные из дул ору­дий, и изучая под лупой строение изломов в месте разрыва, Чернов пришел к выводу, что сталь тем прочнее, чем мельче ее структура. Тог­да он «стал искать причину приобретения сталью мелкой структуры».

1 «Записки Русского технического общества», 1868, вып. 7, с. 399,

Спавнительные исследования стали после ковки при разных температу­рах показали, что «изменения в структуре стали нужно отнести к влия­нию температуры, но не собственно механической обработки». После -того необходимо было для каждого сорта стали с определенным со­держанием углерода найти температуры, при которых изменяется струк­тура. Д- К. Чернов высказал гениальное предположение, что еле замет­ные поверхностные изменения, обнаруживаемые в темноте на охлаж­дающейся раскаленной поковке при двух температурах, связаны с глубокими внутренними изменениями структуры. Эти температуры Чер­нов определил на глаз и обозначил точками а и Ь. «Сталь, как бы твер­ди она ни была, будучи нагрета ниже точки с, не принимает закалки, как бы быстро ее ни охлаждали». Чтобы получить мелкозернистый из­лом, необходимо нагреть сталь немного выше точки Ь.

Таким образом, Д. К- Чернов в 1868 г. открыл внутренние струк­турные превращения в стали и связал с ними тепловой режим ковки и технологию термообработки. Тем самым великий русский металлург за­ложил научные основы термической обработки.

Основополагающий доклад Д. К. Чернова был переведен на ино­странные языки, и предложенные им правила обработки стали вошлн в практику заводов разных стран. Работы Чернова в области металлове­дения и термической обработки получили мировое признание. Известный американский металловед А. Совер, обращаясь к Чернову, писал: «Вы создали теорию термической обработки стали рукою мастера, и Ваши ученики добавили сравнительно немногое к Вашим основным положе­ниям». Яркую характеристику деятельности Чернова дал в некрологе французский металловед профессор А. Портевен: «Чернов был провоз­вестником и главой иовой школы; его первые труды послужили фун­даментом для последующего удивительного прогресса в области метал­лургии стали, для которой вторжение науки оказалось поистине рево­люционным». «Столь прекрасная жизнь, получившая мировую оценку, делает великую честь России».

Выдающийся последователь Д. К. Чернова французский инженер Флорис Осмонд (1849—1912 гг.) применил в 1886 г. термопару Ле-Ша- телье для определения критических точек стали при термическом ана­лизе. Работы Осмонда, подтвердившего и развившего выводы Чернова, привлекли внимание многих металлургов и химиков к проблеме струк­турных превращений в металлах и послужили дополнительным толчком для широких экспериментальных исследований в этой области.

В истории металловедения конец XIX и начало XX вв. характери­зуются широким приложением термодинамического учения о гетероген­ных равновесиях к металлическим системам. В разных странах были на­чаты систематические работы по построению диаграмм состояния. Эти диаграммы показывают, какие фазовые превращения возможны в спла- tax, и, следовательно, дают исходные данные для анализа важнейших видов термической обработки.

Первые крупные исследования в области термообработки цветных сплавов были выполнены в начале XX в. В 1900 г. А. А. Байков (1870— 1946 гг.) на сплавах меди с сурьмой доказал, что способность к закалке присуща не только сталям, как это ранее считали, но и цветным спла­вам. В 1903 г. в Германии был взят патент на «способ облагораживания алюминиевых сплавов нагреванием и закалкой»; было показано, что временное сопротивление литых сплавов алюминия с медью в резуль­тате закалкн возрастает в 1,5 раза.

В 1906 г. немецкий инженер А. Внльм (1869—1937 гг.) на изобре­тенном им дуралюмине открыл старение после закалки — один из основ­ных способов упрочнения сплавов. В 1919 г. американский металловед

П. Мерика (1889—1957 гг.) вскрыл природу старения дуралюминов, свя­зав упрочнение при старении с образованием дисперсных выделений в пересыщенном твердом растворе. Это было одним из наиболее выдаю­щихся достижений в теории термической обработки: по диаграммам со­стояния с переменной растворимостью компонентов в твердом состоя­нии стало возможным предсказывать области составов сплавов, способ­ных к дисперсионному твердению.

Начиная с 20-х годов текущего столетия для развития теории тер­мообработки характерно детальное изучение природы, механизма и ки­нетики структурных превращений в твердом состоянии с помощью раз­нообразных физических методов исследования и прежде всего рентге­новского анализа. В течение двух-трех десятилетий были накоплены обширные сведения о закономерностях изменений структуры и свойств металлов и сплавов при тепловом воздействии. С конца 50-х годов для выявления изменений субструктуры при термообработке все шире стали применять метод просвечивающей (дифракционной) электронной микро­скопии.

На современном этапе для теории термообработки характерно ши­рокое использование учения о дефектах кристаллической решетки ме­таллов, так как эти дефекты оказывают сильное, а часто и решающее влияние на механизм и закономерности структурных изменений.

Одновременно с развитием теоретических представлений совершен­ствовались старые н разрабатывались новые способы термообработки, например, термомеханическая обработка, отпуск и старение под напря­жением, закалка с плавлением поверхности и др.

Итогом многочисленных исследований явилась стройная теория тер­мической обработки, которая позволяет научно обоснованно разраба­тывать технологические процессы и получать сплавы с заданными свой­ствами.

Классификация видов термической обработки

Любой процесс термической обработки можно описать графиком, показывающим изменение температуры во вре­мени. По такому графику можно определить температуру нагрева, время нагрева и охлаждения, средние и истинные скорости нагрева и охлаждения, время выдержки при температуре нагрева и общую продолжительность произ­водственного цикла. Но по форме этого графика ничего нельзя сказать о том, с каким видом термообработки мы Г имеем дело. Вид термообработки определяется не характе- ! ром изменения температуры во времени, а типом фазовых и структурных изменений в металле. Основываясь на по- “ следнем признаке, А. А. Бочвар разработал классифика­цию, охватывающую многочисленные разновидности тер­мической обработки черных и цветных металлов и сплавов.

На основе классификации А. А. Бочвара Комиссией по стандартизации Совета Экономической Взаимопомощи Г были разработаны классификация видов и разновидностей I термической обработки сталей и цветных металлов и спла- I вов, а также соответствующая терминология. На рис. 1

приведена схема классификации основных видов термиче­ской обработки металлов и сплавов

Термическая обработка подразделяется на собственно термическую, термомеханическую и химико-термическую. Собственно термическая обработка заключается только в термическом воздействии на металл или сплав, термомеха- ипческая — в сочетании термического воздействия и пла- , стической деформации, химико-термическая — в сочетании' термического и химического воздействия.

Собственно термическая обработка включает следую­щие основные виды: отжиг 1-го рода, отжиг 2-го рода, за­калку с полиморфным превращением, закалку без поли­морфного превращения, закалку с плавлением поверхнос­ти, отпуск и старение. Эти виды термической обработки относятся и к сталям, и к цветным металлам и сплавам. Каждый из видов термообработки подразделяется на раз­новидности, специфические для сплавов на разных основах.

Рис. I. Схема классификации основных видов термической обработки метал­лов и сплавов

С отдельными видами термообработки приходится сталкиваться как с побочными процессами при горячей об­работке давлением, литье, сварке и других технологичес­ких операциях. Например, частичная или полная закалка встречается при ускоренном охлаждении отливок после их затвердевания. При шлифовании деталей из-за разогрева