» » Термообработка в неравновесном состоянии
23.01.2015

Самое важное применение термообработки в неравновесном состоянии заключается в повышении показателей прочности материала. Двумя важнейшими способами для этого являются изменения твердости в результате фазового превращения и дисперсионного твердения.
Повышение показателей твердости и связанное с этим уменьшение вязкости и пластичности, как подробно изложено, всегда связаны с влиянием структуры дефектов в смысле препятствий перемещению дислокаций и поэтому способности к пластической деформации. Создание таких принудительных состояний без изменения состава материала означает, что состояние материала из равновесия переводится в более или менее четко выраженное неравновесное состояние. В связи с представлениями о дислокациях и их взаимодействии между собой можно описать деформацию в холодном состоянии и наклей материала.
Благодаря повышению плотности дислокаций, обусловленной холодной деформацией, возникает повышение уровня напряженного состояния. Это неравновесное состояние вследствие механизмов деформации можно устранить, например, рекристаллизационным отжигом. Также вследствие термообработки могут быть достигнуты неравновесные состояния из-за повышения внутренней энергии соответственно удалению от равновесного состояния. Принципиально такие неравновесные состояния достигаются быстрым охлаждением и не соответствующим равновесию распределением фаз или легирующих элементов. Так же, как и при холодной деформации, достигаемое при этом повышение прочности основывается на повышении внутреннего напряженного состояния.
Для достижения технически используемого повышения твердости путем термообработки в неравновесном состоянии необходим сплав металлов, так как только при этом можно установить требуемое состояние твердого раствора в неравновесном состоянии. Принципиально возможны при этом в зависимости от имеющегося сплава два вида термообработки для достижения неравновесного состояния. При этом речь идет об изменении твердости в результате фазового превращения; дисперсионном твердении, старении.
Изменение твердости в результате фазового превращения является предпочтительным способом, применяемым при закалке стали. Дисперсионное твердение — это единственная возможность повышать твердость непревращающихся сплавов, не испытывающих полиморфных превращений, таких, как, например, сплавы Al, Cu, Ni и др., при термической обработке. Дисперсионное твердение можно, однако, применять как дополнительное при изменении твердости в результате фазового превращения (мартенситное упрочнение). Также механизм дисперсионного твердения без изменения твердости в результате фазового превращения служит повышению твердости при микролегированных конструкционных сталях (HSTA-стали).