Эксплуатационные характеристики изделий зависят от состояния поверхностного слоя материала. Для объектов машиностроения новых поколений требуется получить прочностные и эксплуатационные показатели, совмещающие полезные свойства различных слоев изделий, такие как: высокая твердость, механические свойства при минимальной массе объекта, высокая степень защиты от коррозии при хорошей адгезии, что в ряде случаев считается неосуществимым даже при замене металлов на композиционные материалы (например, углеграфиты, стеклопластики). Добиться такого результата можно с помощью методов термического воздействия [1–4].
Характерная особенность термической обработки, отличающая её от других технологических процессов (литья, горячей обработки давлением, сварки, механической обработки резанием), состоит в том, что её основное назначение – изменение свойств изделий без изменения их формы и размеров. Если основное требование, предъявляемое к другим технологическим процессам (литью, ковке, прокатке, механической обработке), – придать металлу определённую форму и размеры соответствующих изделий, то задача термической обработки – изменить в нужном направлении механические, физические или химические свойства при сохранении ранее полученной формы и размеров. Таким образом, термическая обработка является технологическим процессом, в результате которого изделие приобретает новые свойства. Термической обработкой можно повысить прочность, надёжность и срок службы изделий. Так, например, твёрдость и прочность стали может быть увеличена термической обработкой в 2–3 раза, что позволяет во столько же раз увеличить допускаемые напряжения и поэтому значительно уменьшить толщину или диаметр изделия. При сохранении же размера изделия неизменным стойкость его после термической обработки значительно возрастает. Если термическая обработка улучшает свойства изделий, то она позволяет, применяя сплавы простых составов, получать такие же результаты, каких достигают, применяя сплавы более сложные по составу и технологии изготовления и, следовательно, более дорогие. Поэтому термическая обработка оказывает непосредственное влияние на выбор сплавов в зависимости от их назначения [1].