عمليات حرارتی فلزات ،قبل
از ظهور متالوژی به عنوان یک علم بسیاری از عملیات های مربوط به سخت کردن فولادها
، افزایش قابلیت شکل پذیری آنها و یا عملیات مشابه دیگر، در پردهای از ابهام و
اسرار نهفته بود .
به بیان دیگر تبدیل یک قطعه آهن نرم و انعطاف پذیر به یک ابزار
و یا اسلحه فلزی مقاوم سخت و برنده نظیر شمشیر خنجر و یا چاقو اساساً ورا از
صنعتگران به حساب میآمد و هیچ گونه علم و دانشی برای روشن کردن چگونگی این تغییر
حالتها وجود نداشت . به عنوان مثال برای مدتها تصور میشد که کیفیت بسیار بالای
فولادهای ساخته شده توسط صنعتگران شفلید در انگلستان ناشی از خواص سحرآمیز آب این
شهر میباشد . در همین رابطه گفته شده است که زمانی یک تاجر از ایالات یوریک در
انگلستان مقادیر بسیار زیادی از آب شفلید را به قیمت گزافی به ژاپن صادر نمود . در
گزارشات آمده است که در زمانهای بسیار قدیم صنعتگران دمشق برای سخت کردن شمشیرهای
فولادی آنها را ابتدا حرارت داده کاملاً داغ میکردند و سپس در شکم بردههای اسیر
شده فرو برده و به شدت حرکت داده و میچرخاندند . از جمله عوامل موثر در سخت شدن فولاد
در این روش وحشتناک عملیات حرارتی ، میتواند جذب نیتروژن خون و در نتیجه نیتریده
شدن فولاد باشد . یادداشتهای مربوط به تاریخچه عملیات حرارتی آمده است که جیمر
باوی سازنده اصلی چاقوی باوی در دوران غرب وحشی ، به منظور سخت کردن چاقوهای خود
آنها را پس از حرارت دادن و سرخ شدن ۹ مرتبه پشت سر هم در روغن پلنگ فرو میبرده
است .
اگرچه
از زمانهای باستان عمليات حرارتی فلزات به عنوان یکی از مهمترین مراحل تولید ابزارهای
فولادی به طور کلی فلزی مورد استفاده قرار میگرفته است ، ولی ظهور آن به عنوان یک
علم به اواسط قرن نوزدهم برمیگردد . تا آن زمان دانش بشر در زمینه عملیات حرارتی
به مجموعههایی از دستورالعملها به دست آمده از قرنهای متوالی تجربه منحصر میشده
. ولی طبیعت و ماهیت واقعی عمليات حرارتی فلزات همچنان در پرده ابهام باقی بود . در قرن
نوزدهم با پیشرفت سریع علم ، عمليات حرارتی فلزات نیز به جرگه علوم پیوست . جهش اولیه و
ناگهانی که در این زمینه به وقوع پیوست ناشی از مطالعات انجام گرفته به کمک
میکروسکوپ نوری بود . در این زمان با تغییراتی که در میکروسکوپ نوری داده شد ، تکنیک
متالوگرافی برای مشاهده و مطالعه ساختمان داخلی سطح فلزات و آلیاژها ارائه گردید
. این تکنیک که شامل پولیش و اچ کردن با محلول شیمیایی مناسب و مشاهده ساختمان
داخلی سطح نمونه توسط میکروسکوپ نوری میباشد ، هنوز هم یکی از مهمترین ابزارهای
متالوژیستها برای مطالعه و تعیین ساختار میکروسکوپی فلزات و آلیاژها محسوب میشود
.
پیشرفتهای وسیع تئوریهای عمليات حرارتی فلزات پس از سالهای ۱۹۲۰ مدیون دستگاه
آنالیز کننده با اشعه ایکس میباشد به کمک این دستگاه مطالعات عمیق در رابطه با
طبیعت مکانیزم و سینتیک دگرگونیهای حالت جامد انجام گرفت . در مدت دو یا سه دهه
اطلاعات بسیار وسیعی در رابطه با قوانین اثرات حرارتی بر روی ساختار میکروسکوپی و
خواص فلزات و آلیاژها به دست آمد . در اواخر سالهای ۱۹۵۰ ، میکروسکوپهای
الکترونی از نوع عبوری برای مطالعه تغییرات ریز ساختار میکروسکوپی در اثر عملیات
حرارتی و سپس تکنیکهای جدید به منظور آنالیز در مقیاس میکروسکوپی نظیر استفاده
ازمیکروسکوپهای اوژه و اس ای ام به طور وسیعی به کار گرفته شدهاند . در مرحله
جدید مطالعات اثرات و نقش معایب شبکههای کریستالی در فلزات بر روی چگونگی تغییرات
ریز ساختار میکروسکوپی در اثر عمليات حرارتی فلزات مختلف مورد بررسی قرار گرفت. اهمیت این امر با توجه به این نکته مشخص میشود
که در بسیاری از موارد معایب کریستالی اثرات بسیار شدید و حتی در برخی موارد اثرات
تعیین کنندهای بر روی مکانیزم تغییرات ساختمان و در نتیجه تغییرات خواص در ضمن
عمليات حرارتی فلزات دارند .
ارائه تئوریهای جدید و بست آنها ، بهبود روشهای عملیات حرارتی موجود و ارائه روشهای
نوین نظیر عملیات حرارتی شیمیایی و بالاخره به کارگیری روشهای مدرن نظیر القا یونی
به منظور سخت کردن سطحی ، موجب گسترش هرچه وسیعتر دامنه عملیات حرارتی در دهه
اخیر گردیده است.