Theo sự tăng nhiệt độ nung nóng, thép cùng tích 0,8% đã tôi với tổ chức mactenxit + austenit dư lần lượt qua các giai đoạn với các chuyển biến sau:
+ Giai đoạn I: ở nhiệt độ thấp hơn 80oC trong thép tôi chưa có chuyển biến gì, ở nhiệt độ 80-200oC austenit dư chưa chuyển biến chỉ có mactenxit chuyển biến bằng cách cacbon trong nó tập trung lại, tiết ra ở dạng các phần từ cacbit ε có công thức FexC ở dạng tấm mỏng và rất phân tán. Lượng cacbon trong mactenxit giảm từ 0,8% xuống còn 0,25 – 0,4% và tỷ số c/a giảm đi. Hỗn hợp gồm cacbit ε và mactenxit ít cabon gọi là mactenxit ram. Có thể trình bày chuyển biến của giai đoạn này như sau:
( mactenxit tôi) Feα (C)0,8 [ Feα (C)0,25-0,4 + Fe2-2,4C] ( mactenxit ram)
+ Giai đoạn II: Trong giai đoạn này cacbon vẫn tiếp tục tiết ra khỏi mactenxit làm hàm lượng cacbon trong dung dịch rắn chỉ còn khoảng 0,15-0,2%, song điểm đặc biệt là có chuyển biến mới austenit dư thành mactenxit ram:
(austenit dư) Feγ (C ) [ Feα ( C )0,15-0,2 + Fe 2-2,4C] ( mactenxit ram)
Mactenxit ram là tổ chức cứng không kém mactenxit tôi nhưng lại ít giòn hơn do giảm được ứng suất bên trong ( vì cacbon tiết bớt ra khỏi dung dịch rắn làm giảm xô lệch mạng)
+ Giai đoạn III : Kết thúc giai đoạn hai thép tôi có tổ chức mactenxit ram gồm hai pha mactenxit nghèo cacbon và cacbit ε, đến giai đoạn III này cả hai pha đều chuyển biến :
- Tất cả các cacbon quá bão hòa tiết ra hết khỏi mactenxit dưới dạng cacbit, độ chính phương không còn c/a=1, mactenxit nghèo cacbon trở thành ferit
- Cacbit ε ở dạng tấm mỏng biến thành xementit ở dạng hạt
Cuối giai đoạn này thép tôi có tổ chức hỗn hợp ferit-xementit ở dạng hạt rất nhỏ mịn và phân tán gọi là trôxit ram. Do cacbon đã tiết ra hết nên đến giai đoạn này có đặc điểm :
- Độ cứng giảm đi rõ rệt song vẫn tương đối cao khoảng 45HRC - Mất hoàn toàn ứng suất bên trong
+ Giai đoạn IV : Khi tiếp tục nâng nhiệt lên 400oC, trong thép tôi không có chuyển biến pha gì mới mà chỉ có quá trình lớn lên của các hạt xementit
Ở nhiệt độ 500-650oC được hỗn hợp ferit-xementit hạt nhỏ mịn và khá phân tán được gọi là xoocbit ram với đặc tính là có giới hạn chảy cao và đô dai va đập tốt nhất.
Hình 4.11 tổ chức tế vi của xoocbit ram(a), trôxit ram(b), mactenxit ram (c) và của mactenxit và austenit dư (d)