Obróbka cieplna: nagrzewanie stali do temp nadkrytycznych w celu otrzymania austenitu oraz chłodzenie z określoną szybkością.

Austenit: roztwór stały węgla w Feγ. Stabilny do temp przemiany eutektoidalnej A1. Poniżej Ar1 staje się niestabilny i ulega przemianom zależnych od stopnia przechłodzenia i szybkości chłodzenia. Przebiega:
-defuzyjna przemiana perlityczna=perlit gruby(Ac1-680), perlit drobny(680-550), zachodzi w stanie stałym, austenit rozpada się na ferryt i cementyt. Zachodzi nieznacznie poniżej temp Ar1
- pośrednia przemiana banityczna= banit gruby(550-350), banit drobny(350-Ms). Przechłodzenie austenitu do temp w której dyfuzja atomów żelaza ulega zamrożeniu, natomiast dyfuzja węgla zachodzi. Im niższa temp tym twardszy banit- mieszanina ferrytu i dyspersyjnych węglkiów
- bezdyfuzyjna przemiana martenzytyczna=martenzyt. Duże przechłodzenia austenitu, to temp niższej od Ms, z szybkością równą lub większa od krytycznej. Chłodzenie ciągłe. Temperatury graniczne zależą od składu chemicznego austenitu. Ilość austenitu szczątkowego jest znaczna. Rozpoczyna się od utworzenia embrionów- zarodków pierwotnych np. błędy ułożenia, defekty sieciowe. Zarodkami przemiany mertenzytycznej są embriony, które przekraczają wielkość krytyczną. Autokataliza- przyspieszenie zarodkowania. Przebiega: atermicznie(bez aktywacji cieplnej), wybuchwo( wybuchy poniżej 0 ), izotermicznie( wys. Temp )

Zależność struktury i twardości od parametrów obróbki cieplnej ukazują wykresy CTP (czas temp przemiana)
-CTPi- dla izotermicznych warunków przebiegu przemian- wykresy izotermiczne. Ustalają temp i czas wyżarzania izotermicznego, temp kąpieli i czasu chłodzenia
-CTPc- dla przemian przy chłodzeniu ciągłym z różnymi szybkościami-wykresy anizotermiczne. Ustalają zależność struktur i twardości od szybkości chłodzenia podczas hartowania zwykłego, szybkość chłodzenia i końcową temp regulowanego chłodzenia przy wyżarzaniu zupełnym na założoną twardość, oraz szybkość krytyczną , czyli najmniejszą szybkość chłodzenia z temp austenityzowania zapewniającej uzyskanie struktury martenzytycznej

Metody ujawnienia ziarn austenitu pierwotnego:
-nawęglania- obserwacje metalograficzne siatki cementytu na granicach ziarn austenitu pierwotnego w warstwie nawęglonej
-utleniania- obserwacje siatki ferryt po ochłodzeniu w wodzie lub powietrzu
-siatki ferrytu lub cementytu- obserwacje ziarna austenitu pierwotnego, gdyż na jego granicach podczas odpowiedniego chłodzenia wydziela się ferryt lub cementyt w postaci siatki
-metoda trawienia- roztworem kwasu pikryniwego i kwasu solnego w alkoholu etylenowym umożliwia obserwację ziarn austenitu pierwotnegow stalach stopowych.