Obróbka cieplna stopów żelaza 

cz.1

oprac. Krzysztof Krzysztofowicz

Przemiany przy powolnym nagrzewaniu i chłodzeniu stali

Nagrzewanie stali eutektoidalnej (ok. 0,8%C)

Po przekroczeniu temperatury A

1

=727°C, następuje przemiana eutektoidalna 

dwufazowego perlitu P w austenit γ(austenityzowanie) - P=(α+Fe

3

C)→ γ

A

3

A

cm

Cechy przemiany
-dyfuzyjna
- powolny przebieg 
przemiany

Przebieg przemiany perlitu w austenit

a) ziarno perlitu -

płytki ferrytu α i płytki cementytu Fe

3

C

b)utworzenie zarodków austenitu  (Fe γ ) w płytkach ferrytu α
c-

d) rozrost zarodków austenitu i stopniowe rozpuszczanie cementytu w austenicie 

e) drobne ziarna austenitu

Cechy przemiany
-dyfuzyjna
- powolny przebieg przemiany
-

rozpuszczalność węgla w Feγ znacznie większe niż w Feα

-

powstały austenit charakteryzuje się niejednorodnym stężeniem węgla (wymaga 

czasu na homogenizację/ujednorodnienie)

Ujednorodnienie (dyfuzyjne) skuteczniejsze w wyższej temperaturze, ale następuje 
rozrost ziarna 

-

skłonność stali do grubo i drobnoziarnistości

- blokowanie rozrostu ziarna (wydzielenia V, Ti, Nb 

– stale 

mikrostopowe)

Przebieg przemiany i zmiana wielkości ziarna

W przybliżeniu liniowa zmiana (rozrost) wielkości ziarna wraz ze wzrostem 
temperatury
Wykorzystywana przy rozdrabnianiu ziarna stali

Przemiana austenitu w perlit przy chłodzeniu

Przemiana austenitu w perlit przy powolnym chłodzeniu (studzeniu) stali : 

•po przekroczeniu temperatury A1 na granicach ziaren austenitu powstają zarodki 
cementytu,
•zarodki cementytu rozrastają się w głąb ziaren austenitu, tworząc płytki 
prostopadłe do granic ziaren,
•austenit otaczający płytki cementytu ubożeje w węgiel i przemienia się w ferryt w 
postaci płytek po obu stronach cementytu,
•nadmiar węgla z powstającego ferrytu dyfunduje do otaczającego go austenitu, co 
umożliwia tworzenie się nowych zarodków cementytu.

Drobne ziarna austenitu –

drobnoziarnisty perlit

Grube ziarna austenitu  -

gruboziarnisty perlit

Wielkość płytek perlitu
Powolne chłodzenie – perlit o małym 

stopniu dyspersji („grubsze” płytki, 
wyraźnie widoczne pod 
mikroskopem świetlnym)

Szybkie chłodzenie – perlit o dużym 

stopniu dyspersji (drobniejsze płytki 
ze względu na wzrost ilości 
zarodków cementytu, obniżenie 
temperatury przemiany)

Duży stopień dyspersji –
większa twardość i 
wytrzymałość

Obróbka cieplna – definicje i wprowadzenie

Obróbka cieplna – zespół zabiegów technologicznych polegających na 
nagrzaniu przedmiotu do wymaganej temperatury, wytrzymaniu w niej przez 
określony czas i chłodzeniu z zadaną prędkością w celu wywołania zmian 
struktury zapewniających uzyskanie odpowiednich właściwości mechanicznych.

Wyżarzanie

Bez przemiany 
fazowej

Z przemianą 
fazową

Wyżarzanie

Wyżarzanie to operacja polegająca na nagrzaniu stali do odpowiedniej 
temperatury i wytrzymaniu w tej temperaturze oraz wolnym chłodzeniu w celu 
uzyskania struktur zbliżonych do stanu równowagi.
-ujednoradniające –wlewki stalowe, jednorodnośd składu chemicznego 
-normalizujące – uzyskanie jednorodnej, drobnoziarnistej struktury
-zupełne – podobnie jak normalizujące ale dla stali stopowych (tu chłodzenie 

bardzo wolne – z piecem)

-sferoidyzujące –uzyskanie sferoidytu (cementytu kulkowego w osnowie ferrytu) –

dobra skrawalnośd i podatnośd na odkształcenie plastyczne, dla stali 
nadeutektoidalnych – przed hartowaniem

-rekrystalizujące – elementy stalowe po zgniocie na zimno (odkształcone 

plastycznie), często jako międzyoperacyjne podczas walcowania

-odprężające – usunięcie naprężeo odlewniczych, spawalniczych lub cieplnych, 

często - sezonowanie