Obróbka cieplna - jest to zespół odpowiednio dobranych zabiegów cieplnych prowadzących do zmiany właściwości stali poprzez zmiany struktury w stanie stałym w wyniku zmian temperatury i czasu. Wyróżniamy obróbkę cieplną zwykła, cieplno-chemiczną, cieplno-mechaniczną i cieplno-magnetyczną. Hartowanie - polega na nagrzaniu stali do temperatury austenityzowania, krótkim wygrzaniu w tej temperaturze i oziębieniu z szybkością umożliwiającą uzyskanie struktury martenzytycznej lub bainitycznej. Stale niestopowe oraz niskostopowe nagrzewamy do temperatury 30-50°C powyżej temperatury przemiany austenitycznej. Natomiast stale wysokostopowe nagrzewamy do temperatur znacznie wyższych (1100-1200°C). Rodzaje hartowania: zwykłe, stopniowe, izotermiczne, powierzchniowe, płomieniowe, indukcyjne, kąpielowe, laserowe, kontaktowe, elektrolityczne, impulsowe. Stal po zahartowaniu - zyskuje na twardości, wytrzymałości, wzrasta jej granica plastyczności i sprężystości, maleje zaś udarność wydłużenie, przewężenie i obrabialność. Odpuszczanie - obróbka cieplna polegająca na nagrzaniu zahartowanych stali, wygrzaniu w tej temperaturze i ochłodzeniu do temperatury pokojowej w celu poprawy własności plastycznych. Rodzaje odpuszczania: a)Niskie (150-250C) b)Średnie (250-500C) c)Wysokie(powyżej 500C). Przemiana martenzytyczna - przemiana bezdyfuzyjna, która zachodzi w stalach po przechłodzeniu austenitu poniżej temperatury z dużą prędkością, równą lub większą od prędkości krytycznej. Przemiana jest nieodwracalna. Martenzyt - metastabilna faza stopu żelaza γ (gamma) i węgla powstała podczas szybkiego schłodzenia z prędkością większą od prędkości krytycznej z temperatury w której występuje austenit. Przemiana ta ma charakter bezdyfuzyjny. Cechuje go wysoka twardość i małą ciągliwość. Wydzielenia martenzytu w stalach niestopowych - zmniejszenie stężenia C i zmniejszenie tetragonalności martenzytu. Zmniejszenie naprężeń ściskających powoduje, że dochodzi do przemiany austenitu szczątkowego w martenzyt odpuszczony. Rozpoczyna się II stadium odpuszczania w którym następuje przemiana węglików przejściowych w cementyt. W III stadium odpuszczania zachodzi dalsze wydzielenie cementytu oraz jego koagulacja. Wydzielenia martenzytu w stalach stopowych - zachodzą podobnie jak w niestopowych. Pierwiastek stopowy koncentruje się w cementycie dopóki nie osiągnie granicznej rozpuszczalności po czym następuje przemiana cementytu w nowy węglik.. Przemiana austenityczna - przemiana perlitu w austenit, która rozpoczyna się zarodkowaniem austenitu na granicach międzyfazowych i polega na wygrzewaniu perlitu (ferrytu). Tworzy się austenit niejednorodny, potem jednorodny, następnie dochodzi do rozrostu ziaren austenitu. Austenit jest roztworem stałym, międzywęzłowym węgla w Fe- γ o maksymalnej rozpuszczalności węgla 2,11%. Przemiana perlityczna - przemiana dyfuzyjna, związana z przegrupowaniem atomów węgla i zachodzi przez zarodkowanie oraz rozrost zarodków po ochłodzeniu austenitu do odpowiedniej temperatury. W rezultacie powstaje mieszanina eutektoidalna złożona z płytek ferrytu i cementytu. Przemiana bainityczna - zachodzi w stalach pomiędzy temperaturą najmniejszej trwałości austenitu a temperaturą początku przemiany martenzytycznej. Jest to przechłodzenie austenitu do temperatury odpowiadającej środkowemu obszarowi na wykresie CTPi. Rozróżnia się banit górny powstały z przemiany austenitu w temp. ok. 550-350C, oraz banit dolny powstały w zakresie 350-250C. Banit to 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. Cementyt jest węglikiem żelaza (Fe3C) o strukturze rombowej. Ze względu na znaczny udział wiązania metalicznego ma własności metaliczne. W czasie wyżarzania w wysokich temperaturach cementyt ulega rozkładowi na ferryt + grafit według rekcji Fe3C -> 3Fe+C. Ferryt jest roztworem stałym, międzywęzłowym węgla w żelazie α. Powstaje przez wchodzenie atomów węgla do luk oktaedrycznych i tetraedrycznych. Ferryt jako oddzielny składnik strukturalny występuje w stalach podeutektoidalnych - tzw. ferryt podeutektoidalny, ale wchodzi również w skład perlitu i ledeburytu przemienionego. Ze względu na małą zawartość węgla własności ferrytu niewiele różnią się od własności czystego żelaza. Perlit jest eutektoidem o zawartości 0,77%C. Powstaje w wyniku przemiany eutektoidalnej, która zachodzi w temperaturze 727° C. Jest zbudowany na przemian z płytek ferrytu i cementytu. Ulepszanie cieplne - jest zabiegiem cieplnym polegającym na połączeniu hartowania z wysokim odpuszczaniem. Szybkość krytyczna - najmniejsza szybkość chłodzenia, przy której austenit nie ulega jeszcze przemianie w zakresie dyfuzyjnym. Wyżarzanie - zabieg obróbki cieplnej polegający na nagrzaniu stali do określonej temp., wytrzymaniu przy tej temp. i powolnym studzeniu. Celem tego jest przybliżenie stanu stopu do warunków równowagi. Rodzaje: ujednorodniające, zupełne, niezupełne, z przemianą izotermiczną, sferoidyzujace, odprężające, rekrystalizujące. Hartowność - zdolność stali do tworzenia struktury martenzytycznej. Na hartowność wpływają: skład chemiczny austenitu, wielkość ziarna austenitu, jednorodność austenitu, obecność nierozpuszczonych cząstek