Bainit- mieszanina przesyconego ferrytu i wydzielonych węglików Martenzyt (przesycony roztwór węgla w Feα) Austenit szczątkowy ( roztwór stały węgla w γ-żelazie) który nie uległ przemianie w martenzyt w trakcie oziębiania stali austenitycznej, nagrzanej uprzednio do temperatury austenityzowania Przemiana bainityczna ma charakter tylko częściowo dyfuzyjny, a jej produktem jest bainit, będący mieszaniną przesyconego ferrytu i wydzielonych węglików. Przemiana martenzytyczna ma charakter bezdyfuzyjny i przebiega pomiędzy temperaturą M(s) i M(f) . Produktem przemiany jest martenzyt (przesycony roztwór węgla w Feα), którego objętość właściwa jest większa od objętości właściwej austenitu Przemiana perlityczna – przemiana fazowa (termiczna) austenitu w perlit zachodząca w wyniku powolnego chłodzenia stali (poniżej temperatury 727 °C) nagrzanej do temperatury austenitu. Krytyczna szybkość chłodzenia– najmniejsza szybkość chłodzenia stali, przy której jest możliwa przemiana martenzytyczna Twardość krytyczna - jest to twardość, która odpowiada strukturze półmartenzytycznej, tzn. składającej się w 50% z martenzytu i w 50% z innych składników strukturalnych, takich jak bainit, ferryt, perlit. Idealna średnica krytyczna D_I50 - idealna średnica krytyczna stali stopowej przy założeniu występowania w osi pręta 50% martenzytu; D_IC - idealna średnica krytyczna stali węglowej o określonej  zaw. węgla i wielkości ziarna, odnosząca się do 50% martenzytu w strukturze Średnica krytyczna jest średnicą największego przekroju próbki stalowej hartującej się na wskroś w danym ośrodku chłodzącym. Wielkość średnicy krytycznej dla danego gatunku stali wiąże się z rodzajem ośrodka chłodzącego (powietrze, olej, woda)

Metody badań hartowności: obserwacja przełomu, metoda krzywych U, próba hartowania od czoła (próba Jominy'ego)Obserwacja przełomu jest metodą warsztatową badania hartowności. Przy przełamaniu zahartowanego pręta część zahartowana ma przełom jedwabisty, matowy, natomiast część nie zahartowana jest błyszcząca. Metodę tę stosuje się do badania stali narzędziowych. próba Jominy'ego Polega ona na chłodzeniu wodą od czoła próbki austenityzowanej temperaturze Ac(3) + (30 - 50°C) w czasie 30 minut, a następnie badaniu twardości w różnej odległości od czoła. Wynikiem próby jest wykres twardości HRC w funkcji odległości od czoła. Ma podstawie badania hartowności wielu wytopów danego gatunku stali konstrukcyjnej opracowuje się tzw. pasma hartowności, które są zawarte w odpowiednich normach Krzywa hartowności - opisuje zmiany twardości próbki, w zależności od odległości od chłodzonego strumieniem wody czoła i jest wynikiem próby Jominy’ego Ośrodki chłodzące – Wodny roztwór NaCl, Woda Olej Powietrze, Ośrodek idealny(Brak Słaby Średni Silny Gwałtowny Natrysk) Utwardzalność - mierzona największą możliwą do uzyskania twardością przydanych warunkach austenityzowania zależy ona głównie od stężenia węgla w austenicie; Przehartowalność - mierzona głębokością utwardzenia przy określonej szyb-kości chłodzenia; przehartowalność zwiększa się przy wzroście stężenia węgla i dodatków stopowych w roztworze stałym. Hartowność- zdolność stali do utwardzania w procesie hartowania w stopniu zależnym od szybkości chłodzenia

Dodatki stopowe- Cr - Zwiększa on hartowność oraz opóźnia procesy odpuszczania, co umożliwia uzyskanie dużej wytrzymałości. 0,15 - 0,25% Mo- zwiększa hartownośc , przeciwdziała kruchości odpuszczania Ni, który zwiększa hartowność, polepsza właściwości plastyczne i jednocześnie obniża temperaturę przejścia plastyczno-kruchego. Czynniki wpływające na hartownośc stali - Skład chemiczny - węgiel i wszystkie pierwiastki z wyjątkiem kobaltu, jeżeli są rozpuszczone w austenicie, zwiększają hartowność stali (przesuwają linie wykresu CTPc w prawo).- Jednorodność austenitu - im większa jednorodność austenitu tym hartowność stali większa, ponieważ brak jest dodatkowych zarodków przyśpieszających rozkład austenitu w zakresie przemiany perlitycznej. - Wielkość ziarna austenitu - im większe ziarno tym większa hartowność. Wynika to z faktu zmniejszania się, ilości uprzywilejowanych miejsc zarodkowania cementytu, którymi są m.in. granice ziaren. Struktura gruboziarnista -ma mniejszą sumaryczną powierzchnię ziaren w stosunku do struktury drobnoziarnistej. odpuszczanie niskie - w zakresie temperatury do 250°C w czasie 1 - 3 h przy chłodzeniu z dowolną szybkością; stosowane do części maszyn, od których wymaga się dużej twardości przy możliwie małych naprężeniach własnych; odpuszczanie średnie - w zakresie temperatury 250 - 500°C; po odpuszcza niu w temperaturze powyżej 400 - 500°C uzyskuje się wysoką granicę sprężystości przy dostatecznej plastyczności (sprężyny, resory); odpuszczanie wysokie - pomiędzy temperaturą 500°C i Ac(1) w czasie 2 - 3 h przy chłodzeniu powolnym lub przyspieszonym; stosowane do stali konstrukcyjnych w celu uzyskania optymalnego kompleksu właściwości mechanicznych

hartowanie martenzytyczne zwykłe-oziębienie wykonuje się w sposób ciągły z szybkością większą od krytycznej do temperatury niższej od M(s) a w niektórych przypadkach nizszejod M(f). Uzyskujemy strukturę martenzytu z austenitem szczątkowym. Duza twardość 40-65HrC spora wytrzymałość, słabe wartości właściwości plastycznych i udarności Martenzytyczne stopniowe : Podczas hartowania martenzytycznego stopniowego oziębiamy hartowany element do temperatury wyższej o 30 - 50°C od temperatury M(s) (w kąpieli solnej lub gorącym oleju), wytrzymujemy w tej temperaturze w czasie niezbędnym do wyrównania temperatury w całym przekroju mniejsze struktura jak wyżej napręzenia niż w metodzie powyżej Hartowanie bainityczne zwykłe Jest to hartowanie z zastosowaniem oziębiania z szybkością mniejszą od krytycznej- taką, by mogła zachodzić przemiana bainityczna. Głowny składnik struktury Bainit ewentualnie austenit szczatkowy i martenzytu. Struktura taka pozwala uzyskać lepsze niż w stanie ulepszonym cieplnie właściwości plastyczne, większą udarność i wytrzymałość zmęczeniową, niższa jest natomiast granica sprężystości i plastyczności.Hartowanie bainityczne izotermiczne charakteryzuje się oziębianiem w kąpieli chłodzącej o temperaturze wyższej od Ms (zwykle 250 - 400°C), wytrzymaniem izotermicznym w czasie zapewniającym zakończenie przemiany bainitycznej, a następnie chłodzeniem do temperatury pokojowej z dowolną szybkością. Hartowanie to zapewnia uzyskanie struktury bainitu Jest stosowane w celu znacznego zmniejszenia odkształceń oraz uzyskania większej ciągliwości i udarności niż przy utwardzaniu cieplnym

Staliwa: wyżarzanie odprężające. Cel: jest usunięcie naprężeń, które powstały podczas krzepnięcia odlewu w związku ze skurczem staliwa. . Temp.500 - 600°C w czasie obliczonym według zasady: 1 h na 25 mm grubości odlewu, min 2h wyżarzanie normalizujące. Cel: rozdrobnienie ziarna oraz usunięcie ferrytu Widmanstättena w wyniku przemiany α→γ. Temp. 850 - 950°C z chłodzeniem w spokojnym powietrzu.Gdy odlew po normalizowaniu stygnie z piecem, wyżarzanie nazywamy zupełnym.wyżarzanie ujednoradniające (950 - 1150°C) lub ulepszanie cieplne. Staliwa stopowe, które powinny mieć strukturę austenityczną, poddaje się przesycaniu. Żeliwo. wyżarzanie odprężające cel: Usunięcie naprężeń 500 - 600°C czas: (standardowo 1 h / 25 mm, jednak nie kró-cej niż 2 h). Prawidłowo wykonane wyżarzanie odprężające powoduje usunięcie z odlewu około 90% naprężeń własnych. Wyżarzanie normalizujące ma na celu wzrost R(m), HB i odporności na ścieranie. Temp: 850 - 950°C (1 h / 25 mm przekroju) zachodzi dyfuzja węgla z grafitu do austenitu, w efekcie zmniejsza się objętość grafitu i ferrytu, a wzrasta udział drobnoziarnistego perlitu. Ulepszanie cieplne stosuje się wyłącznie do żeliw o osnowie perlitycznej. Efektem ulepszania jest wzrost wytrzymałości żeliwa i odporności na ścieranie. hartowanie izotermiczne -poprawia własciowsci wytrzymalosciowe . Polega ono na austenityzowaniu odlewu (830 - 870°C), a następnie umieszczeniu w ośrodku o temperaturze 300 - 500°C na kilkadziesiąt minut celem zajścia przemiany austenit → bainit. Odlew studzi się na powietrzu. Żeliwo szare można poddać obróbce cieplno-chemicznej, np. chromowaniu dyfuzyjnemu czy azotowaniu. Cel: uzyskanie bardzo twardej, odpornej na ścieranie warstwy wierzchniej, przedłużającej znacznie żywotność elementu.