Скорость охлаждения при каждом виде термообработки предопределяет равновесность или неравновесность получаемых продуктов фазовых превращений.

Отжиг, проведенный при высокой температуре, выше начала фазовых превращений, с последующим медленным охлаждением, способствует получению равновесного состояния.

Закалка предотвращает равновесные фазовые превращения. В результате образуется неравновесная, метастабильная фаза.

Отпуск или старение– операции термообработки, проводимые после закалки, при более низких температурах, приближают структуру к равновесию путем распада нестабильной фазы и образования стабильных и промежуточных – метастабильных фаз.

Сочетание видов термообработки – закалка + отпуск или закалка + старениеприводит к упрочнению сплавов, поэтому эти двойные обработки носят названиеупрочняющей термообработки.

Закалка + отпуск или закалка + старениеявляются окончательным этапом получения изделия, поскольку обеспечивают требуемый уровень механических свойств.

Отжигпервого рода применяют для всех сплавов (вне зависимости от вида диаграммы состояния), а также для порошковых и гранулированных материалов.

Закалку обычно проводят для сплавов на основе полиморфных металлов (закалка с полиморфным превращением), либо для сплавов с ограниченной переменной растворимостью (закалка без полиморфного превращения).

Двухэтапную термообработку «закалка + старение» применяют для различных сплавов: алюминиевых, магниевых, медных, никелевых, а также для высоколегированных сталей (так называемых «мартенситостареющих»). При закалке образуется неравновесная фаза в виде пересыщенного твердого раствора, имеющего пониженную твердость и повышенную пластичность. При последующем старении происходит распад твердого раствора с образованием высокодисперсных фаз, в результате чего повышается прочность сплава (рис. 2.19, а).

а температура старения

б температура отпуска

Рис. 2.19. Схема изменения твердости закаленных сплавов при старении (а)