Stal jest materiałem stopowym o charakterystycznych właściwościach fizycznych i mechanicznych. Ustalone w procesie produkcji parametry są jedynie orientacyjne, ponieważ podczas obróbki plastycznej ulegają one zmianom pod wpływem temperatur i sił. Zmiany te mogą być pozytywne lub negatywne.

Wpływ sił mechanicznych na strukturę austenitu

Jednym ze składników stali stopowej jest węgiel, który odpowiada za tworzenie krystalicznej struktury materiału. Standardowo roztwór węgla w alotropowej odmianie żelaza nazywany jest austenitem, od nazwiska jego odkrywcy – angielskiego metalurga Williama Ch. Robertsa-Austena. To właśnie austenit tworzy charakterystyczne kryształy odpowiadające za specyficzne właściwości stali. Obróbka plastyczna stopu, a w szczególności intensywne oddziaływanie sił mechanicznych, mają destrukcyjny wpływ na krystaliczną strukturę. Następuje między innymi rozdrobnienie jej ziaren lub jej odkształcenie. Jeszcze większą deformację powoduje obróbka dwuelementowa cieplno-mechaniczna. Co ciekawsze, podczas obróbki termicznej następuje niewielkie wydzielanie się węgla, przez co zmniejsza się jego zawartość w materiale i zmieniają jego właściwości. Struktura stali po obróbce mechaniczno-cieplnej jest znacznie bardziej zniekształcona niż w przypadku sięgnięcia po tradycyjne hartowanie.

Zmiany strukturalne niekoniecznie na gorsze

W potocznym ujęciu pojęcia takie jak: rozrywanie, niszczenie struktury, odkształcanie czy rozbijanie odbieramy negatywnie. W procesie termiczno-mechanicznej obróbki stali jednak takie działanie może wpływać pozytywnie na jakość i wytrzymałość ostatecznego produktu. Przykładowo rozbijanie struktury krystalicznej na mniejsze ziarna sprzyja zwiększaniu wytrzymałości przy jednoczesnej większej elastyczności materiału. Oznacza to, że obróbka mechaniczno-cieplna wzmacnia wyroby hutnicze, a proces ten dodatkowo jeszcze utrwala wymrażanie. Proces rekrystalizacji austenitu powinien jednak przebiegać pod kontrolą, dlatego niezwykle ważne jest staranne przestrzeganie czasu wygrzewania stali. Zbyt długie utrzymywanie wysokiej temperatury powoduje rozpuszczanie węglików i nieodwracalne uszkodzenia.