При стандартных условиях выплавки структура металлических сплавов перед выпуском из плавильных агрегатов могут находиться далеко от равновесного состояния. Одним из доступных и эффективных методов для перевода расплава в равновесное состояние служит высокотемпературная обработка сплава перед его выпуском из плавильного агрегата. Суть метода заключается в нагреве металла до определенной критической температуры tк, выдержка при данной температуре и охлаждение расплава до температуры заливки.
На параметры перевода расплава в равновесное состояние влияет температура, интенсивность и продолжительность перемешивание. Нагрев чугуна до высоких температур (более 1500 °C) способствует к быстрому достижению равновесного состояния и стабилизации свойств расплава. При стандартных температурах разливки расплавов этой температуры недостаточно для перехода расплава в равновесное состояние, либо при таких температурах требуется большие выдержки по времени. В связи с этим для стабилизации свойств и снижение наследственности расплава проводят высокотемпературную выдержку (ВТОР).
Авторы исследований [1–3] которые занимались изучением вопросов по ВТОР, объясняют, что на интенсивность и степень законченности структурных изменений в расплаве определяется не только температурой нагрева, но и продолжительностью выдержки при этих температурах, т.е. полное протекание процесса зависит от определенных сочетаний температуры нагрева и от времени выдержки.
Конкретизацию режима ВТОР ученые-металлурги [4] назвали программной термовременной обработкой (ПТВО). Суть данного режима заключается в проведении комплекса мероприятий основанных на детальном анализе температурных зависимостей структурно-чувствительных свойств металлического расплава и выявления характерных температур для этого расплава, и анализе данных по влиянию продолжительности выдержки расплава при различных температурах.
Проведенные исследования по данной тематике показывают нестатистический характер изменений свойств жидких металлов в зависимости от температуры и не до конца ясны. На неравновесное состояние расплавов заметное влияние оказывает предыстория самих шихтовых материалов, которую называют также металлургической наследственностью, данный эффект может накапливаться с каждой плавкой.
Одним из предположений влияние металлургической наследственности на свойства выплавляемого металла может оказаться присутствие в сплаве металла дисперсной фазы. Данные включения могут появится в расплаве металла в результате применение ферросплавов, других легирующих и модифицирующих добавок. Фактор влияние металлургической наследственности с каждым переплавом может накапливаться в металлической шихте и менять свойства получаемых изделий. Данные микрочастицы в металлошихте не контролируется, несмотря на это присутствие мелкодисперсных частиц в металле оказывает влияние на свойства металла как в жидком и так в твердом состоянии.
Проведенные ранее исследование по влиянию ВТОР на основные механические и специальные свойства отливок из легированных чугунов [2, 8, 9] доказывают эффективность применение данной технологической операции, но нет четкого определения режимов в зависимости от времени выдержки и температуры заливки относительно химических составов шихтовых материалов.
Определенные критические температуры дополняют ранее полученные данные, позволяющие провести натурный эксперимент для широко используемых марок легированных чугунов и получение отливок специального назначения с высокими эксплуатационными свойствами