Как известно, в результате нагрева сталь получает структуру аустенита. Поэтому основные превращения стали при охлаждении связаны с превращениями аустенита. Рассмотрим превращения, протекающие в эвтектоидной стали, содержащей 0,8% углерода при охлаждении.
Образование перлита. Из диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов известно, что при медленном охлаждении стали, содержащей 0,8% углерода, при критической температуре Ari (723°) происходит превращение аустенита в перлит. Напомним, что аустенит представляет собой твердый раствор углерода в Fey, а перлит - механическую смесь феррита (Fea) и цементита (РезС). При превращении аустенита в перлит происходят следующие три процесса:
1) перестройка кристаллической решетки Fey в Fea;
2) выделение цементита из кристаллической решетки;
3) разрастание образовавшегося цементита.
Чтобы все указанные процессы успели полностью завершиться, аустенит надо охлаждать со скоростью менее 1° в минуту. Такое медленное охлаждение необходимо потому, что при образовании перлита из аустенита важную роль играют диффузионные процессы, так как углерод перемещается на сравнительно большие расстояния. При более быстром охлаждении аустенита не все описанные процессы успеют произойти, и в результате получатся промежуточные между аустенитом и перлитом структуры - так называемые переходные структуры: сорбит, троостит и мартенсит. Превращение аустенита стали У8 в зависимости от скорости ее охлаждения.