Любая разновидность термической обработки состоит из комбинации четырех основных превращений, в основе которых лежат стремления системы к минимуму свободной энергии (рис).
Рис. Зависимость свободной энергии структурных составляющих сталей от температуры: аустенита (FA), мартенсита (FM), перлита (FП)
1. Превращение перлита в аустенит , происходит при нагреве выше критической температуры А1, минимальной свободной энергией обладает аустенит.
2. Превращение аустенита в перлит , происходит при охлаждении ниже А1, минимальной свободной энергией обладает перлит:
3. Превращение аустенита в мартенсит , происходит при быстром охлаждении ниже температуры нестабильного равновесия
4. Превращение мартенсита в перлит ; – происходит при любых температурах, т.к. свободная энергия мартенсита больше, чем свободная энергия перлита.