Obróbka cieplna Umozliwia zmiane własności mechanicznych stali w bardzo szerokim zakresie. Procesy obrobki cieplnej można w ogolnym zarysie podzielić na te, których celem jest oddalenie struktury stali od stanu równowagi np.: hartowanie, i te których celem jest zbliżenie struktury do stanu równowagi, np.: wyżarzanie, odpuszczanie

Wyżarzanie Jest to zabieg obróbki cieplnej polegający na nagrzaniu stali do określonej temperatury, wytrzymaniu w tej temperaturze i następnym powolnym studzeniu. Celem tego zabiegu jest przybliżenie stanu stopu do warunków równowagi.

Hartowanie Polega na nagrzaniu stali do temperatury ok.750°C + 950°C, wytrzymaniu w tej temperaturze przez czas niezbędny do uzyskania jednakowej temperatury w całej masie materialu i następnie szybkim ochłodzeniu, zwykle w wodzie lub oleju, w celu otrzymania struktury o odpowiedniej twardości. ////Rozróżnia się hartowanie martenzytyczne i banityczne. Hartowanie martenzytyczne polega na nagrzaniu stali do temperatury austenityzowania, wygrzaniu i chłodzeniu z szybkością większą od krytycznej w wyniku którego zachodzi tylko przemiana martenzytyczna. W przypadku hartowania banitycznego stal chłodzona jest z szybkością mniejszą od krytycznej lub stosuje się chłodzenie z wytrzymaniem izotermicznym powyżej temperatury MS aż do zajścia przemiany banitycznej.

Odpuszczanie Jest to rodzaj obróbki cieplnej polegającej na nagrzaniu uprzednio zahartowanej stali do temperatury ok. 700°C, wygrzaniu w tej temperaturze, a następnie ochłodzeniu. Stosowane jest głownie do stali narażonych w czasie pracy na duże obciążenia zmienne (dynamiczne) w celu polepszenia własności plastycznych zahartowanej stali, zmniejszenia jej kruchości i usunięcia naprezen hartowniczych, kosztem nieznacznego zmniejszenia twardości

W zależności od temperatury odpuszczania wyróżnia się:

Niskie, średnie, wysokie

Krytyczna szybkość chłodzenia – najmniejsza szybkość chłodzenia stali, przy której jest możliwa przemiana martenzytyczna, czyli bezdyfuzyjna przemiana przesyconego węglem roztworu stałego węgla w γ–Fe (austenit) w martenzyt (hartowanie).

Hartowność

Jest to zdolność stali do tworzenia struktury martenzytycznej. Na hartowność stali wpływają następujące czynniki:

Ocena hartowności na przełomie, Metoda krzywych U, wg Grossmanna, Próba chłodzenia od czoła, wg Jominy

CECHY PRZEMIANY MARTENZYTYCZNEJ

-Bezdyfuzyjna

-martenzyt powstaje przy ciągłym obniżaniu temperatury w granicach od Ms do Mf

-przemiana postepuje przez tworzenie się nowych Igiel martenzytu a nie rozrastanie się poprzednio powstałych

-przemiana zostaje zahamowana przez rosnące naprężenia w austenicie, dlatego nie zachodzi do konca, zawsze zostaje pewna ilosc austenitu szczatkowego

-naprezenia rozciągające i odkształcenia plastyczne ułatwiają przemiane martenzytyczna

-przemiana martenzytyczna to przemiana nieodwracalna

Martenzyt, składnik struktury hartowania stali, będący przesyconym roztworem stałym węgla w żelazie α, o tetragonalnej sieci przestrzennej i charakterystycznej mikrostrukturze, przedstawiającej igiełki przecinające się pod kątem 60°. Martenzyt otrzymuje się w wyniku gwałtownego ochłodzenia nagrzanej do temperatury austenitu stali węglowej lub niskostopowej.
Przemiana austenitu w martenzyt następuje w określonej temperaturze, ściśle uzależnionej od składu chemicznego stali (głównie zawartości węgla), i dla stali węglowych wynosi 100-350°C. W stanie martenzytu stal odznacza się największą twardością.

Hartowanie dzielimy na powierzchniowe i objetosciowe- hatowanie powierzchniowe wykonane jest na części danego materialu natomiast hartowanie objetosciowe jest na całej objetosci danego materialu . hartowanie objetosciowe dzielimy na zwykle stopniowe i banityczne.

Hartowność- zdolność stali do wytwarzania struktury martenzytycznej . miara hartowności stali jest srednia krytyczna. Czynnik wplywajacy na hartowności: wielkość ziarna austenitu

Fazy w fe Roztwór ciekły L • Ferryt (α) — międzywęzłowy roztwór stały węgla w Feα o maksymalnej zawartości węgla 0,022% w temperaturze 727ºC • Ferryt (α, δ) — międzywęzłowy roztwór stały węgla w Feα o maksymalnej zawartości węgla 0,09% w temperaturze 1493ºC • Austenit (γ) — międzywęzłowy roztwór stały węgla w Feγ o maksymalnej zawartości węgla 2,14% w temperaturze 1147ºC • Cementyt