Мартенситное превращение – бездиффузионное превращение, образуется структура мартенсит.

Общий вид превращения аустенита при охлаждении изображается С‑образными кривыми на диаграмме изотермическогопревращения аустенита.

На рис.9.5 приведена диаграмма изотермического превращения аустенита для эвтектоидной стали (0,8 % С). Горизонтальные линии М_н и М_к показывают температуры начала и конца бездиффузионного мартенситного превращения.

Рис. 9.5 Диаграмма изотермического превращения аустенита эвтектоидной стали

На диаграмме можно выделить следующие области: 1) область устойчивого аустенита (для стали, содержащей 0,8 % С, выше А_с1); 2) область переохлажденного аустенита; 3) область начавшегося, но еще не закончившегося превращения А → (Ф+Ц); 4) область закончившегося превращения; 5) область начавшегося, но еще не закончившегося мартенситного превращения (между М_н и М_к); 6) мартенситная область (ниже М_к).

Область, расположенная слева от кривой начала распада аустенита (область переохлажденного аустенита), определяет продолжительность инкубационного периода, характеризующую устойчивость переохлажденного аустенита. С увеличением переохлаждения его устойчивость быстро уменьшается, достигая минимума (для эвтектоидной стали около 550 °С), и далее вновь возрастает.

В зависимости от степени переохлаждения аустенита различают три температурные области превращения: перлитную (переохлаждение до 500 °С), мартенситную (переохлаждение ниже Мн - для эвтектоидной стали ниже температуры 240 °С) и промежуточного (бейнитного) превращения (переохлаждение для эвтектоидной стали в интервале от 500 до 240 °С).

Скорости охлаждения на С – образной кривой показывают, какую структуру можно получить после охлаждения. Так, при охлаждении со скоростью V₁ образуется структура мартенсита. В этом случае скорость охлаждения велика и проходит мартенситное превращение. При скоростях охлаждения V₂ и V₃ проходит диффузионное перлитное превращение и образуются структуры сорбита и тростита.

Касательная к С – образной кривой является минимальной скоростью охлаждения, при которой из аустенита образуется мартенсит. Такая скорость охлаждения называется критической скоростью закалки.