Время завершения физического термотехнологического процесса является суммарной величиной длительностей всех последовательных процессов. К ним относятся подготовительный нагрев, физические превращения и окончательное охлаждение полученных продуктов.
Скорость целенаправленных физических процессов существенно зависит от химического состава и физических свойств исходных материалов и полученных продуктов, их массы, размеров и формы, температурного режима осуществления процесса и т. д.
Виды физических термотехнологических процессов. Тепловая активация металлов и сплавов в печах достигается повышением их температуры в результате нагрева, который осуществляется с целью: 1) тепловой подготовки металлов и сплавов перед пластической деформацией (ковка, штамповка, прокат, волочение) повышением подвижности дислокации; 2) тепловой подготовки материалов перед последующей внепечной термической обработкой, т. е. охлаждением в различных средах с определенной скоростью для изменения кристаллической структуры в заданном направлении (рекристаллизация, закалка, отпуск и т. д.).
Температура нагрева исходных материалов в печах для тепловой активации охватывает широкий диапазон значений, что связано с химическим составом нагреваемого материала и назначением процесса нагрева и последующих операций.
Термическая обработка исходных материалов в печах является способом изменения их структуры и свойств в заданном направлении путем теплового воздействия (нагревания и охлаждения) непосредственно в печи с заданным режимом изменения температур во времени и по объему.
Вызывая разнообразные по природе структурные изменения, термическая обработка позволяет управлять кристаллической структурой металлов и сплавов и получать изделия с требуемым комплексом механических, физических и химических свойств.
В печах осуществляются следующие виды термической обработки: нормализация, отпуск, направленная кристаллизация и т. д.
Плавление — переход исходных материалов из кристаллического (твердого) состояния в жидкое при нагревании их до определенной температуры для чистых веществ и в интервале температур для сплавов и твердых растворов.
Плавление исходных материалов в печах осуществляется: 1) для получения расплавов с целью последующего (внепечного) придания им заданных форм; б) получения сплавов и твердых растворов заданного химического состава и физических свойств; в) термического ликвационного рафинирования расплавленных металлов за счет выделения примесей вследствие уменьшения их растворимости в сплаве при понижении температуры и выплавления примесей из кристаллов сплава при нагревании; г) направленной кристаллизации и зонной плавки для выращивания монокристаллов и глубокой очистки металлов, идущих на производство прецизионных сплавов.