Аннотация

Термической обработкой называются процессы, связанные с нагревом и охлаждением металла, вызывающие изменения внутреннего его строения, и в связи с этим, физических, механических и других свойств. В основе термической обработки металлов лежат сложные процессы внутриструктурных преобразований, в результате которых в сплаве исчезают внутреннее напряжение, искажение кристаллической решетки, восстанавливаются физико-механические свойства: снижается твердость, повышается пластичность и вязкость.

Термической обработке подвергают сплавы металлов в процессе работы с ними (ковка, штамповка, прокатка, волочение и т. п.) для улучшения обрабатываемости, а также окончательно изготовленные детали с целью придания им требуемых свойств. Как отмечалось, в процессе обработки сплавов в них происходят перемещение кристаллов и искажение пространственной решетки. В результате этих сдвигов сплав становится менее пластичным, приобретает другие свойства: хрупкость и повышенную жесткость, т.е. у металла появляется наклеп.

К основным видам термической обработки сплавов металлов относят отжиг, закалку и отпуск.

Отжиг — термическая обработка материалов (например, металлов, полупроводников, стекол), заключающаяся в нагреве их до определенной температуры, выдержке и медленном охлаждении. Цель — улучшение структуры и обрабатываемости, снятие внутренних напряжений и т. д.

Закалка — термическая обработка материалов, заключающаяся в нагреве и последующем быстром охлаждении с целью фиксации высокотемпературного состояния материала или предотвращения (подавления) нежелательных процессов, происходящих при медленном охлаждении.

Отпуск металлов — термическая обработка закаленных сплавов (главным образом нержавеющей стали), состоящая в нагреве их ниже нижней критической точки, выдержке и охлаждении. Цель — оптимальное сочетание прочности, пластичности и ударной вязкости.

Назначение закалки — получение высокой твердости и повышенной прочности. В зависимости от скорости охлаждения показатель твердости может заметно колебаться. Для восстановления у закаленных изделий пластичности и вязкости их нагревают в температурном интервале от 200 до 700 °С, выдерживают и охлаждают. Закалка в лабораторных условиях осуществляется после паяния, когда спаянные детали опускают в холодную воду. Отпуском пользуются редко.

Термическая обработка сплавов золота достигается путем нагрева слитка или детали в пламени паяльного аппарата до красного цвета с последующим постепенным охлаждением на воздухе.

Термическая обработка деталей из нержавеющей стали для снятия наклепа и повышения механических свойств проводится путем нагрева детали до 1000—1100 °С и последующего охлаждения на воздухе.

Ситуационные задачи

1. После ковки заготовки для штампованной коронки из нержавеющей стали, зубной техник нагрел деталь до белого каления, затем опустил ее в холодную воду. Во время штамповки коронка сломалась. Какие действия привели к такому результату, объясните причину разлома.

2. В лаборатории изготавливают паяный мостовидный протез. После пайки деталей зубной техник оставляет их на воздухе до полного остывания. Протез отлично припасовывается в полости рта, но через неделю пациент обращается в клинику с жалобой на поломку. Какие механизмы привели к такому результату? Расскажите правильную методику.