Przemiana perytektyczna zachodz w temp. 1495ºC, jest przemianą, podczas której, w czasie chłodzenia, dwie fazy (jedna z nich ciekła) przemieniają się w jedną fazę stałą. L + α → β

Przemiana eutektyczna
Przemianę Ciecz → α + β nazywamy przemianą eutektyczną. Zachodzi w temp. 1148ºC.Przemiana eutektyczna jest przemianą, w której udział biorą trzy fazy. Podczas przemiany, w czasie chłodzenia, ciecz przemienia się w dwie fazy stałe jednocześnie.

Przemiana eutektoidalna
Zachodzi w temp. 727ºC, jest przemianą, w której biorą udział trzy fazy. Podczas chłodzenia faza stała przemienia się w dwie inne fazy stałe jednocześnie.

Przemiana martenzytyczna zachodzi w warunkach szybkiego chłodzenia nagrzanego materiału, a polega na zmianie symetrii sieci krystalograficznej metalu, zachodzącej bez udziału dyfuzji. Jest to możliwe wskutek uporządkowanego przemieszczenia się grup atomów bez zmiany najbliższych sąsiadów. Ferryt α jest to roztwór stały graniczny węgla w żelazie Fe _α o maksymalnej rozpuszczalności węgla 0,0218 w temperaturze 727 ş C. Twardość ferrytu waha się w granicach od 70 do 90 HB.

Ferryt – międzywęzłowy roztwór stały węgla w odmianie alotropowej α żelaza (α-Fe). Tworzy sieć krystaliczną typu sieci wewnętrznie centrowanej A2. Ferryt charakteryzuje niska zawartość węgla, w temperaturze pokojowej maksymalnie 0,008%, a w temperaturze początku przemiany austenitycznej (723 °C), 0,02%. W obecności węgla tworzy węglik żelaza Fe₃C - cementyt. Mieszanina ferrytu i cementytu nosi nazwę perlitu

Austenit γ jest to roztwór stały graniczny węgla w żelazie Fe _γ o maksymalnej rozpuszczalności węgla 2,11 w temperaturze 1148 ş C. Faza miękka i plastyczna. Występuje w temperaturze powyżej 727 ş C

Cementyt Fe₃C jest to faza międzymetaliczna (węglik żelaza) o wzorze stechiometrycznym Fe₃C. Zawartość węgla w cementycie wynosi 6,67%. Jest twardy i kruchy (twardość 750 HB). Wydziela się z cieczy przy chłodzeniu i wtedy oznaczamy go jako pierwszorzędowy I lub wydziela się podczas chłodzenia z austenitu i wtedy oznaczamy go jako II lub wydziela się z ferrytu podczas chłodzenia i wtedy oznaczamy go jako III.

Ledeburyt jest to mieszanina eutektyczna austenitu i Fe₃ C powstały z cieczy o składzie chemicznym 4,3%C w stałej temperaturze 1148 ş C

Perlit jest to mieszanina eutektoidalna (powstaje z fazy stałej) ferrytu i cementytu powstaje z austenitu o zawartości 0,77 %C w stałej temperaturze 727 ş C

Bainit - mieszanina przesyconego ferrytu i wydzielonych węglików. Powstaje w wyniku przemiany bainitycznej. Ma ona charakter częściowo dyfuzyjny. Wraz z obniżaniem temperatury przemiany zwiększa się udział przemiany bezdyfuzyjnej i twardość bainitu. Twardość bainitu jest mniejsza od twardości martenzytu.

yżarzanie z przemianą alotropową

Wyżarzanie zupełne – przeprowadzane w temperaturze 30÷50 °C powyżej linii GSE wykresu żelazo-węgiel temperatury przemiany austenitycznej. Polega na wygrzaniu w tej temperaturze, a następnie powolnym schłodzeniu, zwykle wraz z piecem. Stosuje się je w celu uzyskania drobnoziarnistej struktury, zwykle do staliwnych odlewów.

Wyżarzanie normalizujące (normalizowanie) – przeprowadzane w temperaturze 30÷50 °C powyżej linii GSE wykresu żelazo-węgiel temperatury przemiany austenitycznej, kiedy tworzy się już czysty austenit bez udziału ledeburytu. Po ostudzeniu w powietrzu otrzymuje się w ten sposób jednolitą strukturę i usuwa naprężenia, powstałe w czasie poprzedniej obróbki. Normalizowaniu poddaje się wyższej jakości wyroby hutnicze oraz przedmioty przeznaczone do dalszej obróbki cieplnej, np. połączeniu hartowania.

Wyżarzanie izotermiczne - składa się z austenityzowania stali jak przy wyżarzaniu zupełnym i następnie szybkiego ochłodzenia do temperatury poniżej Ar₁ i przetrzymania w tej temperaturze, aż do zajścia przemiany perlitycznej. Celem obróbki jest zmniejszenie twardości stali (zwykle przed obróbką skrawaniem). Wyżarzanie perlityzujące (perlityzowanie)- polega na ostudzeniu stali do temperatury niższej od Ar₁ tak aby nastąpiła przemiana perlityczna, po czym nagrzewa się ją ponownie do temperatury austenityzowania celem zahartowania. W wyniku perlityzowania uzyskuje się rozdrobnienie ziarna austenitu, gdyż zawsze następuje to przy nagrzewaniu powyżej Ac₁. Zwiększa to dyspersję martenzytu i poprawia własności.

Wyżarzanie zmiękczające (sferoidyzacja) – przeprowadzane w temperaturze zbliżonej do temperatury przemiany austenitycznej. Zwykle najpierw wygrzewa się w temperaturze około 15 °C powyżej linii PSK wykresu żelazo-węgiel, następnie 15 °C C poniżej tej temperatury, po czym następuje powolne schładzanie. Taki zabieg powoduje przemianę cementytu płytkowego w postać kulkową (sferoidalną), co podwyższa obrabialność skrawaniem stopu. Takiemu wyżarzaniu poddaje się stale, staliwa i żeliwa.

Wyżarzanie ujednorodniające (homogenizacja) – przeprowadzane w temperaturach pomiędzy 1000÷1200 °C w celu ujednorodnienia składu chemicznego stali w całym przekroju, jeśli wskutek błędów w poprzednich operacjach nie uzyskano takiej jednolitości.

Wyżarzanie grafityzujące (grafityzacja) – stosuje się w stosunku do żeliwa białego w celu uzyskania żeliwa ciągliwego. W czasie tego typu wyżarzania cementyt rozkłada się na ferryt i grafit.

Wyżarzanie bez przemiany alotropowej

yżarzanie odprężające – przeprowadzane w temperaturach pomiędzy 400÷500 °C. W tych temperaturach stop zyskuje znaczną plastyczność, co umożliwia usunięcie wewnętrznych naprężeń (powstałych podczas krzepnięcia odlewu lub spoiny) poprzez zamienienie ich na odkształcenia plastyczne.

Wyżarzanie stabilizujące (stabilizowanie) – przeprowadzane w temperaturach pomiędzy 100÷150 °C i trwa od kilku do kilkudziesięciu minut, w stosunku do wyrobów odlewniczych w celu usunięcia naprężeń odlewniczych. Stabilizowanie jest przyspieszoną metodą sezonowania.