OBRÓBKA CIEPLNA 

Obróbka cieplna stali

Powstawanie austenitu podczas nagrzewania

Ujednorodnianie austenitu

Zmiany wielkości ziarna

Przemiany w stali podczas chłodzenia

• Martenzytyczna
• Bainityczna
• Perlityczna

Przemiana martenzytyczna

Przemiana bezdyfuzyjna przy dużym przechłodzeniu austenitu z 
szybkością większą od krytycznej vk. Martenzyt – przesycony roztwór 
węgla w żelazie a. Warunek przemiany – ciągłe obniżanie temperatury w 
zakresie Ms do Mf. Wartości Ms i Mf zależą od składu chemicznego 
austenitu.

Początek przemiany: utworzenie w austenicie embrionów 

(błędy ułożenia, źródła Franka-Reada, pętle dyslokacji), 

przemiana w zarodki i autokataliza. 

Podczas przemiany następuje skoordynowane przemieszczenie atomów 
bez zmiany sąsiadujących atomów. Wynik - charakterystyczny relief. 
Granice ziaren martenzytu położone są wzdłuż nieodkształconej 
płaszczyzny austenitu habitus.

Krystalografia przemiany martenzytycznej

Przebieg przemiany martenzytycznej

• Atermicznie w czasie 10-7 s
• Wybuchowo poniżej o C
• Izotermicznie dla niskiej Ms i niskiej szybkości zarodkowania 

martenzytu

•

Listwowy: w niemal wszystkich 
stopach żelaza, duża gęstość
dyslokacji, komórkowa struktura 
dyslokacyjna, wymiary 0,1-3 um, 
stosunek wymiarów 1:7:30. Pakiety 
z listew połozonych w kierunku 
<111>

•

Płytkowy w nielicznych stopach 
żelaza, kształt podobny do 
soczewek

Austenit szczątkowy

Przemiana bainityczna

• Zachodzi przy przechłodzeniu stali do 450-200 C
• Bainit: mieszanina ferrytu przesyconego węglem i 

drobnodyspersyjnych węglików

• Zarodkowanie rozpoczyna dyfuzja węgla w austenicie do granic ziaren 

i dyslokacji

• Zarodkami są miejsca ubogie w węgiel
• Wymagany czas inkubacji
• Równoczesna przemiana martenzytyczna w obszarach o małym 

stężeniu węgla i wysokiej Ms oraz wydzielanie drobnych cząstek 
cementytu

• Po przemianie martenzytycznej w czasie dalszego chłodzenia: 

wydzielanie cementytu i węglika 

ε, a osnowa staje się ferytem 

przesyconym węglem

• Rozrost bainitu kontrolowany szybkością dyfuzji węgla w austenicie

Morfologia bainitu

• Bainit górny: ziarna przesyconego węglem ferrytu 

o nieregularnych kształtach z nieregularnymi 
wydzieleniami węglików oraz austenit szczątkowy

• Bainit dolny: przesycony węglem ferryt o postaci 

listwowej, zbliżony do martenzytu, płytkowe 
węgliki w równoległych rzędach ściśle 
zorientowane względem ferrytu oraz austenit 
szczątkowy

Przemiana perlityczna

• Zachodzi przy ochłodzeniu austenitu nieznacznie poniżej 

temperatury Ar1

• Perlit: mieszanina eutektoidalna złożona z płytek ferrytu 

oraz cementytu

• Przemiana dyfuzyjna związana z przegrupowaniem 

atomów węgla, zachodząca przez zarodkowanie i wzrost 
zarodków

• Zarodkowanie heterogeniczne na cząstkach cementytu, 

płytkach ferrytu, a w austenicie na granicach jego ziarn

• Kolejno tworzenie płytek cementytu i ferrytu

Morfologia perlitu:

• utworzone kolonie perlitu 

mają kształt kulisty, 

• grubość płytek cementytu 

jest siedmiokrotnie 

mniejsza od grubości 

płytek ferrytu,

• grubości płytek są prawie 

stałe w stałej temperaturze 

i nie zależą od wielkości 

ziarna,

• obniżaniu temperatury 

towarzyszy zmniejszanie 

się odległości między 

płytkami

Wykresy przemian austenitu 

podczas chłodzenia

• Krzywe czas-temperatura-przemiana 

CTP

• CTP

i

przy chłodzeniu izotermicznym

• CTP

c

przy chodzeniu ciągłym

Krzywe CTPi i CTPc

Wpływ pierwiastków stopowych na kształt krzywych CTP: a) 
pierwiastki nie tworzące węglików, b) pierwiastki węglikotwórcze

Przemiany podczas wygrzewania stali 

węglowych

• 80-200 C: rozkład martenzytu i wydzielanie węglika 

ε-Fe2C o 

strukturze heksagonalnej, sprzęonego z osnową, spadek stżenia węgla 
w martenzycie, zmniejszenie tetragonalności martenzytu i tworzenie 
martenztu o sieci regularnej (martenzytu odpuszczonego)

• 200-300 C: przemiana austenitu szczątkowego w martenzyt 

odpuszczony

• 300-400 C: rozpuszczanie się węglika 

ε w osnowie i niezależne 

wydzielanie się cementytu

• 400-600 C: koagulacja cząstek cementytu, sferoidyzacja, powstawanie  

martenzytu wysokoodpuszczonego – sorbitu, tj. bardzo drobnych 
cząstek kulistych cząstek cementytu w osnowie ferrytycznej

• >600 C: koagulacja cementytu, zdrowienie rekrystalizacja osnowy –

powstanie sferoidytu, tj. cementytu kulkowego w osnowie ferrytu o 
niskiej twardości