Высокотемпературная термомеханическая обработка

Деформация стали происходит в условиях стабильной высокотемпературной фазы после нагрева до температуры выше А_С3 с последующим охлаждением со скоростью выше критической. При этом пластическая деформация влияет на формирование структуры при фазовых превращениях, происходящих во время термического воздействия^[3].

При проведении ВТМО должны выполняться три условия. К концу горячей деформации необходимо получить нерекристаллизованную структуру, а после её окончания нужно предотвратить возможную рекристаллизацию. Кроме того, важно добиться необходимой для старения степени пересыщенности твёрдого раствора. Если первые два условия не выполнены и закалённый сплав оказался полностью рекристаллизован, то имеет место уже не ВТМО, а обычная закалка, проведённая с температуры деформационного нагрева^[2].

Степень деформации в ходе ВТМО составляет 30—50 % (при большей деформации развивается рекристаллизация, снижающая механические свойства). После закалки следует отпуск, проводимый при температуре 100—300 °С. В результате высокотемпературной деформации не достигается столь высокая прочность, как при НТМО, однако ВТМО обеспечивает большой запас пластичности и лучшую конструктивную прочность, повышает ударную вязкость и вязкость разрушения, а также понижает порог хладноломкости и чувствительность к отпускной хрупкости. Кроме того, деформация при высоких температурах протекает при меньших усилиях и является поэтому более технологичной операцией^[4][5].

ВТМО находит промышленное применение для повышения жаропрочности изделий из углеродистых, дисперсионно твердеющих аустенитных сталей, никелевых и титановых сплавов, предназначенных для работы при сравнительно невысоких температурах. При слишком высоких рабочих температурах ВТМО может дать худшие результаты, чем обычная термообработка.

Из алюминиевых сплавов ВТМО подвергают только сплавы систем Аl — Mg—Si (АД31) и Аl—Zn—-Mg (1915 и 1925), поскольку такие сплавы имеют широкий интервал температур нагрева под закалку (от 350 до 500 °С) и обладают очень высокой прокаливаемостью, что обусловливает простоту использования этой технологии^[2].

Иногда используют комбинированный процесс, состоящий из сочетания ВТМО и НТМО — это так называемая высоко-низкотемпературная термомеханическая обработка (ВНТМО). При такой технологии сначала проводят закалку с деформационного нагрева, а затем холодную деформацию и старение. После ВНТМО прочность достигается выше, а пластичность ниже, чем после ВТМО^[2].