9.Терми́ческая обрабо́тка

совокупность операций теплового воздействия на материалы (главным образом металлы и сплавы) с цельюизменения структуры и свойств в нужном направлении. Основные виды термической обработки: закалка, отпуск, отжиг, нормализация, старение (искусственное), патентирование. Тепловое воздействие можетсочетаться с химическим (химико-термическая обработка), деформационным (термомеханическаяобработка), магнитным (термомагнитная обработка). Разновидности термической обработки — обработкастали холодом, электротермическая обработка.

 технологический способ воздействия на структурное и фазовое состояниематериала с помощью различных режимов нагрева и охлаждения, в процессе которых достигаетсяприближение к равновесному состоянию или та или иная степень отклонения от него. Понятие режимовнагрева и охлаждения включает скорость этих процессов, температуру, среду, продолжительностьизотермических выдержек. Режимы термической обработки подбирают с учетом фазовых и структурныхпревращений в материале с целью получения необходимого комплекса свойств.  Термическая обработка может быть предварительной или окончательной.  Предварительную термообработку применяют для подготовки структуры и свойств материала кпоследующим технологическим операциям (для обработки давлением, улучшения обрабатываемостирезанием). При окончательной термообработке формируются свойства готового изделия.  Термическую обработку применяют на стадии производства различных материалов и изделий, а также дляснятия напряжения в них. Основные виды термообработки: отжиг (1-го и 2-го рода) и закалка безполиморфного превращения и с полиморфным превращением. Термическая обработка является основнымспособом воздействия на свойства металлов и сплавов. Специальные процессы термообработки, такие каквозврат 

рекристаллизация  полигонизация старение  отпуск  нормализация  патентирование разработаны и подробно изучены по отношению кметаллам и сплавам.  Если сплав однофазен и не испытывает в твердом состоянии никаких фазовых превращений, то возможныеотклонения от равновесия в таких сплавах могут быть связаны с химической неоднородностью твердогораствора или с наличием структурных дефектов, созданных пластической деформацией. Приближение кравновесию в таких случаях реализуется чаще всего за счет диффузионных процессов и достигается спомощью операций отжига I рода, под которым понимают относительно продолжительныйвысокотемпературный нагрев с последующим, как правило, медленным охлаждением.  Наличие фазовых превращений в сплаве значительно расширяет возможности термической обработки. Отжиг II рода отжиг металлов и сплавов, испытывающих фазовые превращения в твердом состоянии принагреве и охлаждении  проводится для сплавов, в которых имеются полиморфные или эвтектоидные  превращения, а также переменная растворимость компонентов в твердом состоянии. Отжиг IIрода проводят с целью получения более равновесной структуры и подготовки ее к дальнейшей обработке. Врезультате отжига измельчается зерно, повышаются пластичность и вязкость, снижаются прочность итвердость, улучшается обрабатываемость резанием.  Чтобы зафиксировать высокотемпературное фазовое или метастабильное фазовое состояние, промежуточное между высоко и низкотемпературным, применяют быстрое охлаждение от высокихтемператур. Такая операция называется закалкой. Закалка проводится для сплавов, испытывающихфазовые превращения в твердом состоянии при нагреве и охлаждении, с целью повышение твердости ипрочности путем образования неравновесных структур (сорбит , троостит мартенсит.  Низкотемпературный нагрев после закалки (старение или отпуск) приближает систему к равновесномусостоянию. Благодаря малой диффузионной подвижности атомов при низких температурах процесс легкоостановить на промежуточных стадиях, отличающихся разной степенью приближения к равновесию, аследовательно, и свойствами. Отпуск проводится с целью снятия внутренних напряжений, снижениятвердости и увеличения пластичности и вязкости закаленных сталей.  Термическая обработка используется как способ воздействия на состав точечных дефектов и структурноесовершенство в кристаллах полупроводников и твердых растворах на их основе как с целью изучения свойствматериала, так и с целью поиска пути управления ими. Понимание механизмов дефектообразования вкристаллах полупроводников при термообработке очень важно, так как кристаллы полупроводниковподвергаются термообработкам в процессе изготовления приборов. 

При этом, как ансамбль собственныхточечных дефектов ), так и микродефекты могутпретерпевать различные превращения, что в дальнейшем может негативно повлиять на характеристикиприборов. При термообработке кристаллов может происходить распад пересыщенного твердого раствора какпримесей, так и собственных точечных дефектов, если их концентрация превышает растворимость притемпературе термообработки. Может происходить развитие ростовых и образование новых микродефектовили их растворение в результате ухода точечных дефектов или примесей, образующих микродефект, наповерхность кристалла. В результате таких процессов происходит не только структурное превращение вматрице кристалла, но существенным образом изменяются его электрофизические свойства: могутизмениться концентрация и подвижность носителей заряда, тип проводимости (термоконверсия), оптическиеи люминесцентные свойства полупроводников.  Термическая обработка материалов подразделяется на собственно термическую, заключающуюся только втепловом воздействии на металл, химико-термическую, сочетающую тепловое и химическое воздействия, итермомеханическую, сочетающую тепловое воздействие и пластическую Разновидности термическойобработки — обработка стали холодом, электротермическая обработка.