روشن کردن این سوال با استفاده از مثال فولاد یوتکتوئید (C = 0.8٪) راحت تر است. یک سری نمونه از این فولاد ساخته شده است که همه آنها تا حالت آستنیتی گرم می شوند. بالاتر از 727 درجه سانتیگراد و سپس هر نمونه با سرعت متفاوتی خنک می شود (شکل 38).

برنج. 38. نمودار تجزیه همدما آستنیت فوق سرد شده فولاد یوتکتوئید با منحنی های خنک کننده روی آن قرار گرفته است:

آ – فرم کلی; ب- ساختارهای حاصل

تبدیل آستنیت در دمای 550 درجه سانتیگراد و بالاتر را تبدیل پرلیت می نامند، در دمای 550 درجه سانتیگراد ... M N - مارتنزیتی (M N - آغاز، M K - پایان تبدیل مارتنزیتی).

تبدیل پرلیت.در محدوده دمایی تبدیل پرلیت، ساختارهای لایه‌ای از کریستال‌های فریت و سمنتیت تشکیل می‌شوند که در درجه پراکندگی ذرات F و C متفاوت هستند.

پراکندگی ساختارهای پرلیت توسط فاصله بین لایه ای S صفحات فریت و سمنتیت همسایه تخمین زده می شود (شکل 39).

برای اینکه سمنتیت را با فریت اشتباه نگیرید، از یک اچانت مخصوص - سدیم پیکرات استفاده می شود که سمنتیت را سیاه می کند. فریت در این مورد رنگی نیست، یعنی. روشن می ماند

برنج. 39. ساختار فریت - سیمانیت

اگر تغییر شکل در دمای 650-670 درجه سانتیگراد انجام شود، پرلیت تشکیل می شود، S = 6 10-4 میلی متر.

در دمای تبدیل 640-590 درجه سانتیگراد، سوربیتول تشکیل می شود.

S = 3 10 -4 میلی متر.

در دمای تبدیل 580-550 درجه سانتی گراد، تروستیت تشکیل می شود، S = 1´10 -4 میلی متر.

همانطور که از تجربه مشاهده می شود، با افزایش سرعت سرد شدن، دانه های مخلوط فریت-سیمنتیت بیشتر و بیشتر خرد می شوند که به طور چشمگیری بر خواص تأثیر می گذارد. مثلا پرلیت HB 2000، در سوربیتول HB 3000. و در troostite HB 4200، مگاپاسکال.

تبدیل متوسط ​​(باینیتی).در نتیجه تحول میانی، بینیتکه ساختاری متشکل از یک محلول جامد a تا حدی فوق اشباع از کربن و ذرات سمنتیت است. تبدیل بینیتی عناصر تبدیل پرلیت و مارتنزیتی را ترکیب می کند. حجم های غنی شده و تهی شده از کربن در آستنیت تشکیل می شود. بخش‌های تهی شده از کربن آستنیت به روشی بدون انتشار (مارتنزیتی) تغییر شکل می‌دهند. در حجم های آستنیت غنی شده با کربن، در تی= 400-550 درجه سانتیگراد، ذرات سمنتیت رسوب می کنند. در تی < 400°С частицы цементита выделяются в кристаллах a-фазы.

بینیت که در دمای 400 تا 550 درجه سانتیگراد تشکیل می شود بینیت بالایی نامیده می شود؛ این بینیت دارای ساختاری پینه ای با خواص مکانیکی ضعیف تر است. KCUو د).

در دماهای پایین تر (زیر 400 درجه سانتیگراد) بینیت پایینی تشکیل می شود، ساختار سوزنی شکل با ویژگی های مکانیکی بهتری دارد. KCUو د).

تبدیل مارتنزیتی آستنیت مارتنزیتیک محلول جامد فوق اشباع از ترکیب کربن به Fe α است

مارتنزیت تنها از آستنیت در نتیجه فوق سرد شدن قوی دومی با سرعتی نه کمتر از سرعت خاموش شدن بحرانی تشکیل می شود. V cr = - مماس بر نمودار، شکل را ببینید. 38، آ).

صفحات مارتنزیت (سوزن) تقریباً بلافاصله و با سرعت بیش از 1000 متر بر ثانیه، فقط در داخل دانه های آستنیت تشکیل می شوند و از مرز بین دانه ها عبور نمی کنند. بنابراین اندازه سوزن های مارتنزیت به اندازه دانه های آستنیت بستگی دارد. هر چه دانه های آستنیت ریزتر باشد، سوزن های مارتنزیت ریزتر باشد و ساختار آن به عنوان مارتنزیت سوزنی بزرگ یا سوزنی ریز مشخص می شود. شبکه مارتنزیت چهارضلعی است، یعنی. دوره ها با > آ(شکل 40).

برنج. 40. ریزساختار و شبکه بلوری مارتنزیت

مکانیسم تبدیل مارتنزیتی به این صورت است که در دماهای کمتر از MH، شبکه آستنیتی، که کربن را به خوبی حل می کند (تا 2014٪ C)، ناپایدار است و دوباره به شبکه Fe α تنظیم می شود. , توانایی آن برای حل کردن کربن بسیار کم است (تا 0.02٪).

به دلیل سرعت سرد شدن بالا، تمام کربن موجود در آستنیت (شبکه fcc) در Fe α (شبکه bcc) ثابت می ماند، جایی که جایی برای قرار دادن آن وجود ندارد. بنابراین کربن اضافی باعث اعوجاج شبکه می شود، تنش های داخلی زیادی ایجاد می کند و در نتیجه سختی و استحکام افزایش می یابد، در حالی که استحکام ضربه و انعطاف پذیری کاهش می یابد.

تبدیل آستنیتی-مارتنزیتی با افزایش حجم همراه است. کلیه سازه های فولادی را می توان (از حداکثر حجم تا حداقل) در ردیف زیر قرار داد: مارتنزیت - تروستیت - سوربیت - پرلیت - آستنیت.

تفاوت با تبدیل پرلیت:

1) نرخ تبدیل بالا؛

2) تبدیل بدون انتشار، یعنی. بدون انتشار اولیه کربن و تشکیل Fe 3 C.

3) تبدیل از نقطه M H شروع می شود و در نقطه M K پایان می یابد و موقعیت این نقاط فقط به ترکیب شیمیاییآلیاژ؛

4) در ساختار مارتنزیت همیشه مقدار کمی آستنیت تبدیل نشده باقیمانده (تا 4٪) وجود دارد.

5) شبکه مارتنزیت چهارضلعی است ( آ = ب ¹ با).

انواع عملیات حرارتیعملیات حرارتی چنین عملیات تکنولوژیکی است که در آن با گرم کردن آلیاژ تا دمای معین، نگهداری در این دما و سرد شدن بعدی، تغییرات ساختاری رخ می دهد که باعث تغییر در خواص فلزات می شود.

عملیات حرارتی معمولاً در موارد زیر انجام می شود:

1) تحولات چند شکلی؛

2) حلالیت محدود و متغیر (افزایش با دما) یک جزء در دیگری در حالت جامد.

3) تغییر در ساختار فلز تحت تأثیر تغییر شکل سرد.

پارامترهای اصلی حالت های عملیات حرارتی عبارتند از: دما و نرخ گرمایش، زمان نگهداری در یک دمای معین، سرعت سرمایش.

دمای گرمایش فولاد به موقعیت نقاط بحرانی، نوع عملیات حرارتی بستگی دارد و بر اساس تجزیه و تحلیل نمودار حالت آلیاژ تعیین می شود.

میزان گرمایش به ترکیب شیمیایی آلیاژ، اندازه و شکل قطعات کار، جرم بار، ماهیت چینش قطعات در کوره، نوع دستگاه گرمایش و غیره بستگی دارد.

قرار گرفتن در معرض در یک دمای معین برای تکمیل تبدیل فازی که در فلز رخ می دهد، برای یکسان شدن غلظت در کل حجم قطعه ضروری است. زمان گرمایش (40) مجموع زمان گرمایش خود t n (2) و زمان نگهداری t در:

t کل= t n+ تی در (40)

که در آن t in برای فولادهای کربنی 1 دقیقه در هر میلی متر ضخامت و برای فولادهای آلیاژی 2 دقیقه در نظر گرفته می شود.

t n \u003d 0.1D K 1 K 2 K 3(41)

جایی که D- اندازه بزرگترین بخش (ویژگی ابعادی)؛ K1- ضریب محیط (برای گاز - 2، نمک - 1، فلز - 0.5)؛ K2- ضریب شکل (برای یک توپ - 1، یک استوانه - 2، یک صفحه - 4، یک موازی - 2.5)؛ K3- ضریب گرمایش یکنواخت (جامع - 1، یک طرفه - 4).

سرعت خنک شدن عمدتاً به درجه پایداری آستنیت بستگی دارد. در مورد ترکیب شیمیایی فولاد و همچنین ساختاری که باید به دست آید.

بسته به سرعت سرد شدن فولاد کربنی، ساختارهای زیر به دست می آید: فریت با پرلیت، پرلیت، سوربیت، تروستیت، مارتنزیت.

با توجه به نمودار حالت Fe-Fe 3 C، نقاط دمایی که خط را تشکیل می دهند PSK، نشان داده شده است آ 1 ; خط جی اس – آ 3; خط ES – و هنر.اگر فرآیند گرمایش در نظر گرفته شود، یک حرف قبل از شاخص دیجیتال قرار می گیرد با (آ C1، آ C3) و اگر در صورت سرد شدن باشد r(A rساعت A r 1).

فولادهای کربنی تحت انواع عملیات حرارتی زیر قرار می گیرند: بازپخت، نرمال کردن، خاموش کردن و تمپر کردن.

آنیلینگ فولاد.هدف از بازپخت:

1) اصلاح ساختار پس از کار گرم (جعل، ریخته گری)؛

2) کاهش سختی برای تسهیل برش.

3) حذف تنش های داخلی؛

4) آماده سازی ساختار برای عملیات حرارتی بعدی و مهر زنی سرد.

5) کاهش ناهمگنی شیمیایی.

در زمان بازپخت کامل، فولاد بالای خط گرم می شود آ C3 در 30-50 درجه سانتیگراد، سن زمان مناسبدر این دما و سپس به آرامی سرد می شود، معمولا همراه با کوره (شکل 41).

هنگامی که بالاتر از نقطه گرم می شود آتبلور مجدد C3 اتفاق می افتد، در نتیجه دانه ها خرد می شوند، تنش های داخلی از بین می روند و فولاد نرم و انعطاف پذیر می شود. فولادهای پریوتکتوئیدی عمدتاً در معرض بازپخت کامل هستند.

اگر این فولادها در زیر گرم شوند آقسمت C3 از دانه های فریت به همان شکل قبل از بازپخت (اندازه بزرگ، شکل لایه ای) باقی می ماند که منجر به کاهش چقرمگی فولاد می شود.

با بازپخت ناقص، فولاد بالای خط گرم می شود آ C1 در 30-50 درجه سانتی گراد و پس از قرار گرفتن در معرض به آرامی همراه با کوره خنک می شود. با بازپخت ناقص، فقط تبلور مجدد جزئی رخ می دهد (پرلیت-آستنیت). از این نوع برای فولادهای هایپریوتکتوئیدی استفاده می شود.

حرارت دادن این فولادها بالای خط آبا m (حالت آستنیتی) غیر عملی است، زیرا سمنتیت حل شده در آستنیت در طی سرد شدن بعدی در امتداد مرزهای دانه های پرلیت به شکل شبکه ای آزاد می شود که به شدت شکل پذیری را کاهش می دهد و فولاد را شکننده می کند.

بازپخت انتشار (همگن سازی) برای یکسان سازی ناهمگنی شیمیایی در امتداد جسم کریستالی در ریخته گری های بزرگ استفاده می شود. در دمای 1050-1150 درجه سانتی گراد و با نوردهی طولانی تر (10-18 ساعت) انجام می شود.

آنیل تبلور مجدد برای حذف سختی و تنش های داخلی در فولاد پس از کار سرد با فشار (نورد، مهر زنی، کشش و غیره) استفاده می شود. برای فولادهای کربنی، این نوع بازپخت در دمای 650-690 درجه سانتیگراد انجام می شود. در نتیجه سختی کاهش می یابد و شکل پذیری افزایش می یابد.

خنک سازی قطعات کار در عملیات های مختلف عملیات حرارتی با نرخ های متفاوتی انجام می شود. در هنگام بازپخت، خنک شدن باید آهسته باشد و در هنگام سخت شدن برخی فولادها، برعکس، بسیار سریع. سرعت خنک کننده با استفاده از رسانه های خنک کننده مختلف کنترل می شود.

خنک سازی قسمت های خالی با کوره،آن ها بسیار کند، استفاده کنید در طول بازپختبرای سایر عملیات عملیات حرارتی، خنک سازی با سرعت بیشتری انجام می شود. خنک کننده هوازمانی استفاده می شود عادی سازی،و همچنین هنگام سخت شدن فولادهای با سختی پذیری بسیار بالا (فولادهای سخت کننده هوا).

حداقل سرعت مجاز سرمایش در طول سخت شدن فولادها (هرچه سرعت کمتر باشد، مقدار تنش های سخت شدن کمتر است، به 6/11 و شکل 16-11 مراجعه کنید) با سختی پذیری آنها تعیین می شود. هر چه سختی پذیری فولاد بیشتر باشد، خنک شدن کوئنچ کندتر می تواند باشد (شکل 5.22 را ببینید)، بنابراین، سیالات کوئنچ برای فولادهای مختلف استفاده می شود که سرعت خنک کنندگی متفاوتی را فراهم می کند.

خنک کننده (سخت شدن) متوسطبرای جلوگیری از پوسیدگی آستنیت فوق خنک (650 ... ... 550 درجه سانتیگراد، نگاه کنید به شکل 5.7) باید سرعت خنک کننده بالایی را در دماهایی با کمترین پایداری آستنیت فوق خنک فراهم کند. برعکس، در محدوده دمایی تبدیل مارتنزیتی (Mn...Mk)، خنک‌سازی آهسته برای کاهش تنش‌های خاموشی مناسب است. ویژگی های محیط خاموش کننده که بیشتر در عمل عملیات حرارتی استفاده می شود در جدول آورده شده است. 15.2.

جدول 15.2

سرعت سرد شدن در محیط های سخت کننده مختلف

آب و محلول های آبیکولرهای ارزان و گسترده ای هستند. شایستگی آنهاست سرعت بالاخنک سازی در ناحیه حداقل پایداری آستنیت فوق خنک؛ نقطه ضعف نیز نرخ سرد شدن بالا در ناحیه تبدیل مارتنزیتی است (جدول 15.2 را ببینید). استفاده از این محیط ها باعث افزایش سختی پذیری می شود، اما احتمال تغییر شکل و ترک را افزایش می دهد. از آب در سخت شدن فولادهای کربنی استفاده می شود.

سختی خالدار ممکن است هنگام خاموش شدن در آب ایجاد شود (به 5.2.2 مراجعه کنید). برای جلوگیری از این ازدواج از محلول های آبی نمک ها و قلیاها که دمای تبخیر بالاتری دارند به عنوان مایعات خاموش کننده استفاده می شود. اما در همان زمان، نرخ خنک کننده به شدت افزایش می یابد (جدول 15.2 را ببینید)، که میزان بیشتر تنش های خاموش را تعیین می کند.

روغن هادر محدوده Mn...Mk در مقایسه با آب، کاهش قابل توجهی در سرعت سرمایش ایجاد می کنند که منجر به کاهش تنش های سخت شدنی و تغییر شکل ها می شود. با این حال، خنک‌سازی در فاصله حداقل پایداری آستنیت فوق‌خنک شده کند می‌شود (جدول 15.2 را ببینید)، بنابراین روغن‌ها هنگام خاموش کردن فولادهای آلیاژی با سختی بالاتر استفاده می‌شوند.

امولسیون روغن در آب(امولسیون ها از قطره های ریز معلق روغن در آب تشکیل شده اند) و آب با دما 30...40 درجه سانتیگراد سرعت خنک شدن را در محدوده 650-550 درجه سانتیگراد کاهش می دهد (جدول 15.2 را ببینید) و در نتیجه احتمال تغییر شکل را کاهش می دهد، در حالی که سختی پذیری را کاهش می دهد. این رسانه ها در سخت شدن HDTV زمانی که لازم است فقط سطح قطعه سخت شود استفاده می شود.

برای فولادهای با سختی پذیری عمیق، محیط خاموش کننده است هوا -آرام، که سرعت خنک کننده بسیار آهسته ای را فراهم می کند، یا تحت فشار، زمانی که لازم است سریعتر خنک شود (به جدول 15.2 مراجعه کنید). در هر دو مورد، تنش های خاموش کننده اندک هستند.

خنک کننده زیر صفحات فلزیهمچنین در سرعت های پایین رخ می دهد (جدول 15.2 را ببینید). این فناوری سخت شدن را با صاف کردن (اصلاح شکل) ترکیب می کند و عملاً تغییر شکل را از بین می برد.

هنگام سخت شدن قطعات بزرگ، استفاده کنید مخلوط آب و هواآنها از طریق نازل های مخصوص به قطعه تغذیه می شوند. ظرفیت خنک کنندگی مخلوط ها را می توان با تغییر مقدار آب موجود در آن و فشار هوا تنظیم کرد.

به عنوان خنک کننده استفاده کنید محلول های آبی پلیمرهابه شما این امکان را می دهد که نرخ خنک کننده را در محدوده وسیعی تغییر دهید - بین نرخ خنک کننده در آب و روغن. از آنها برای سخت شدن حجمی و سطحی استفاده می شود.

برای بسیاری از فولادهای ساختاری، دمای منگنز در محدوده 170 تا 330 درجه سانتیگراد قرار دارد. برای آنها سخت شدن همدما(با نگه داشتن در دمای کمی بالاتر از نقطه منگنز انجام می شود) استفاده کنید نمک ذوب می شودبه طور خاص، مخلوط NaNO3 (45٪) و KNO3 (55٪) که قبلاً در بالا در نظر گرفته شد استفاده می شود که در محدوده 160 ... 650 درجه سانتیگراد کارآمد است.

ساختار و خواص فولاد سخت شده تا حد زیادی نه تنها به دمای گرمایش، بلکه به سرعت خنک کننده نیز بستگی دارد. تشکیل ساختارهای سخت شونده به دلیل خنک شدن بیش از حد آستنیت در زیر خط PSK است که در آن حالت آن ناپایدار است. با افزایش سرعت سرمایش، می توان آن را تا دمای بسیار پایین فوق خنک کرد و به ساختارهای مختلف با خواص متفاوت تبدیل کرد. تبدیل آستنیت فوق سرد شده می تواند هم با خنک سازی مداوم و هم به صورت همدما، در حین نگهداری در دماهای زیر نقطه Ar1 (یعنی زیر خط PSK) انجام شود.

تأثیر درجه ابرسرد شدن بر پایداری آستنیت و سرعت تبدیل آن به محصولات مختلف به صورت نموداری در مختصات دما-زمان ارائه شده است. به عنوان مثال، چنین نموداری را برای فولاد با ترکیب یوتکتوئیدی در نظر بگیرید (شکل 3). تجزیه همدما آستنیت فوق سرد در این فولاد در محدوده دمایی از Ar1 (727 درجه سانتیگراد) تا منگنز (250 درجه سانتیگراد) رخ می دهد، جایی که منگنز دمایی است که در آن تبدیل مارتنزیتی شروع می شود. تبدیل مارتنزیتی در اکثر فولادها فقط با خنک کردن مداوم اتفاق می افتد.

شکل 3 نمودار تجزیه آستنیت برای فولاد ترکیب یوتکتوئیدی.

نمودار (نگاه کنید به شکل 3) دو خط به شکل حرف "C" را نشان می دهد که به اصطلاح "منحنی های C" نامیده می شود. یکی از آنها (سمت چپ) نشان دهنده زمان شروع تجزیه آستنیت فوق سرد در دماهای مختلف است، دیگری (راست) - زمان پایان تجزیه. در منطقه واقع در سمت چپ خط ابتدایی تجزیه، آستنیت فوق خنک وجود دارد. بین منحنی های C هم آستنیت و هم محصولات تجزیه آن وجود دارد. در نهایت، در سمت راست خط پایانی فروپاشی، فقط محصولات تبدیل وجود دارند.

تبدیل آستنیت فوق سرد شده در دماهای از Ar1 تا 0 0 550 پرلیت نامیده می شود. اگر آستنیت تا دمای 550 ... منگنز فوق سرد شود، تبدیل آن را متوسط ​​می نامند.

در نتیجه تبدیل پرلیت، ساختارهای لایه ای از نوع پرلیت تشکیل می شود که مخلوط های فریت-سیمنتیت با ظرافت های مختلف هستند. با افزایش درجه ابرسرد شدن، مطابق با قوانین کلی تبلور، تعداد مراکز افزایش می یابد. اندازه بلورهای تشکیل شده کاهش می یابد، یعنی. پراکندگی مخلوط فریت-سیمنتیت افزایش می یابد. بنابراین اگر تغییر شکل در دماهایی در محدوده Ar1...650 درجه سانتیگراد رخ دهد، مخلوط درشت فریت-سیمنتیت تشکیل می شود که به آن پرلیت مناسب می گویند. ساختار پرلیت پایدار است، یعنی. بدون تغییر در طول زمان در دمای اتاق.

تمام ساختارهای دیگر در دماهای پایین تر تشکیل شده اند، به عنوان مثال. در طی فوق خنک سازی آستنیت، آنها به عنوان متابولیسم طبقه بندی می شوند. بنابراین، هنگامی که آستنیت تا دمای 650 ... 590 درجه سانتیگراد فوق سرد می شود، به یک مخلوط فریت-سیمانیت ریز به نام سوربیت تبدیل می شود.

در دماهای حتی پایین تر از 590 ... 550 درجه سانتیگراد، تروستیت تشکیل می شود - یک مخلوط فریت-سیمانیت بسیار پراکنده. این تقسیم بندی ساختارهای پرلیت تا حدی دلخواه هستند، زیرا ظرافت مخلوط ها به طور یکنواخت با کاهش دمای تبدیل افزایش می یابد. در عین حال سختی و استحکام فولادها افزایش می یابد. بنابراین سختی پرلیت در فولاد یوتکتیک 180 ... 22- HB (8 ... 19 HRC)، سوربیتول - 250 ... 350 HB (25 ... 38 HRC)، تروستیت - 400 ... 450 HB است. (43 ...48HRC).

با فوق سرد شدن آستنیت تا دمای 550 ... MN، با تشکیل بینیت تجزیه می شود. این دگرگونی میانی نامیده می‌شود، زیرا برخلاف پرلیت، تا حدی طبق مکانیسم مارتنزیتی پیش می‌رود و منجر به تشکیل مخلوطی از سمنتیت و فریت تا حدودی فوق‌اشباع از کربن می‌شود. ساختار بینیتی با سختی بالای 450 ... 550 HB مشخص می شود.

شکل 4 نمودار پوسیدگی آستنیت برای فولادهای هیپویوتکتوئید (a) و هایپریوتکتوئید (b).

در نمودارهای تجزیه آستنیت برای فولادهای هیپویوتکتوئیدی و هایپریوتکتوئیدی (شکل 4.) یک خط اضافی وجود دارد که زمان شروع رسوب فریت اضافی یا بلورهای سمنتیت از آستنیت را نشان می دهد. جداسازی این ساختارهای اضافی فقط در ابرسردهای خفیف اتفاق می افتد. با فوق سرد شدن قابل توجه، آستنیت بدون جداسازی اولیه فریت یا سمنتیت تبدیل می شود.در این حالت، محتوای کربن در مخلوط حاصل با یوتکتوئید متفاوت است.

در مورد سرد شدن مداوم آستنیت با سرعت های مختلف، تبدیل آن در دمای ثابت انجام نمی شود، بلکه در یک محدوده دمایی خاص ایجاد می شود. به منظور تعیین ساختارهای حاصل از خنک‌سازی مداوم، منحنی‌های سرعت خنک‌سازی نمونه‌های فولاد یوتکتوئید کربنی را بر روی نمودار تجزیه آستنیت رسم می‌کنیم (شکل 5).

از این نمودار می توان دریافت که در یک سرعت خنک کننده بسیار پایین V1 که با خنک سازی همراه با کوره (مثلاً در حین بازپخت) ایجاد می شود، ساختار پرلیت به دست می آید. با سرعت V2 (در هوا)، تبدیل در دماهای کمی پایین تر انجام می شود. ساختار پرلیت تشکیل می شود، اما پراکنده تر است. این عملیات نرمال سازی نامیده می شود و به طور گسترده برای فولادهای کم کربن (گاهی اوقات برای فولادهای کربن متوسط) به جای آنیلینگ به عنوان نرم کننده استفاده می شود.

شکل 5. منحنی های تجزیه آستنیت در طول خنک سازی مداوم فولاد یوتکتوئیدی.

با سرعت V3 (سرد شدن در روغن)، تبدیل آستنیت در دماهایی انجام می‌شود که ساختار سوربیت و گاهی ساختار عصایی ایجاد می‌کند.

اگر آستنیت با خیلی خنک شود سرعت بالا(V4)، سپس تا دمای بسیار پایینی که در نمودارها به صورت منگنز نشان داده شده است، فوق سرد می شود. در زیر این دما، یک تبدیل مارتنزیتی بدون انتشار رخ می دهد که منجر به تشکیل ساختار مارتنزیت می شود. برای فولادهای کربنی، چنین نرخ خنک کننده ای، به عنوان مثال، توسط آب فراهم می شود

در حالت کلی، حداقل سرعت سرد شدنی که در آن تمام آستنیت تا دمای منگنز فوق سرد می شود و به مارتنزیت تبدیل می شود، نرخ خاموش شدن بحرانی نامیده می شود. در شکل 5، به عنوان Vcr مشخص شده است و بر منحنی C مماس است. نرخ سخت شدن بحرانی مهم ترین است ویژگی تکنولوژیکیتبدیل شود. انتخاب محیط خنک کننده برای به دست آوردن ساختار مارتنزیتی را تعیین می کند.

مقدار سختی بحرانی به ترکیب شیمیایی فولاد و برخی عوامل دیگر بستگی دارد. بنابراین، به عنوان مثال، در برخی از فولادهای آلیاژی، حتی خنک شدن در هوا سرعتی بیشتر از سرعت بحرانی ایجاد می کند.

هنگام سخت شدن برای مارتنزیت، باید در نظر داشت که این سازه دارای حجم ویژه زیادی است و تشکیل آن با افزایش محسوس حجم محصول سخت شده و افزایش شدید تنش های داخلی همراه است که به نوبه خود منجر به تغییر شکل می شود. یا حتی به ایجاد ترک. همه اینها، همراه با افزایش شکنندگی مارتنزیت، نیاز به عملیات حرارتی اضافی قطعات سخت شده - عملیات تمپر کردن دارد.