3. Термическая обработка и диаграмма состояния

При термической обработке происходит превращение, протекающее во времени, и невозможно установить, какое изменение вносит время, если неизвестно, каково устойчивое состояние сплава.

Диаграмма состояния показывает, каким видам термической обработки может быть подвергнут сплав и в каких температурных интервалах следует производить обработку.

Для обработки и проведения отжига (II рода), закалки и отпуска в сплаве должны происходить фазовые превращения в твердом состоянии, т. е. при нагреве должны происходить или существенные изменения растворимости, или аллотропические превращения.

Все сплавы, лежащие левее точки (рис. 171, б) не имеют превращений в твердом состоянии и для них неосуществима термическая обработка как отжиг второго рода, закалка и отпуск. В любом сплаве, лежащем правее точки при нагреве происходит растворение избыточной фазы (в данном случае фазы в -твердом растворе) и закалка может привести к фиксации пересыщенного твердого раствора, а последующий нагрев может вызвать выделение избыточной фазы (старение).

Следует отметить, что во всех сплавах, лежащих между точками и (рис. 171, а), нагрев может вызвать полное растворение избыточной -фазы и получение при высоких температурах однородного а-раствора. В термической обработке у такого сплава будет участвовать вся структура. Для сплавов, лежащих правее точки часть -фазы остается нерастворенной и эта часть структуры не участвует в процессах термической обработки. Наиболее эффективно термическая обработка повлияет на сплав, соответствующий по концентрации точке

Рис. 171. Диаграммы состояния

Все сплавы, кристаллизующиеся по диаграмме состояния, изображенной на рис. 171, в, могут быть подвергнуты отжигу II рода, закалке и отпуску. При нормальной температуре все сплавы состоят из а -фаз. При а- и -фазы превращаются в у-фазу. Последующее охлаждение определяет вид термической обработки — отжиг (медленное охлаждение) или закалку (быстрое охлаждение). Такая термическая обработка возможна лишь при условии нагрева выше температуры фазовой перекристаллизации и образования твердого раствора.

Для необходимо наличие растворимости диффундирующего элемента в металле, т. е. необходимо, чтобы насыщенный компонент В мог образовывать с насыщаемым металлом А систему сплавов с областью растворимости В в А. Сплавы, имеющие диаграмму состояния, изображенную на рис. имеют область твердого раствора вблизи компонента Л, и поэтому возможна состоящая в насыщении металла А компонентом В. Для сплавов,

имеющих диаграмму состояния, изображенную на рис. 171, в, диффузия В в А возможна, но лишь выше когда в данной системе существует компонент А в высокотемпературной модификации у. Ниже компонент А находится в форме а, не растворяющей В, и при температурах ниже насыщение поверхности в результате диффузии В в А невозможно.

Деформационно-термическая обработка возможна, если сплав обладает необходимой технологической пластичностью.