Для того чтобы наиболее полно разобраться в том, что такое мартенситное превращение, необходимо начать с мартенсит, присутствующего в словарях и энциклопедиях. Напомним, что мартенсит — это микроструктура игольчатого вида, наблюдаемая в закаленных металлических сплавах и в некоторых чистых металлах, которым свойствен полиморфизм. Название дано в честь немецкого металловеда Марка Адольфа Мартенса (А. Martens, 1850—1914), одного из основоположников исследований по усталости материалов. Мартенсит — основная структурная, составляющая закаленной стали, представляет собой упорядоченный пересыщенный твердый раствор углерода в α-железе.
Мартенситное превращение А→М — наиболее интересная стадия превращения аустенита в сталях. Физический механизм образования мартенсита принципиально отличается от механизма других процессов, происходящих в стали при нагреве и охлаждении. Существовало много различных неуясненных, непонятных и необъяснимых на тот момент процессов, происходящих при превращении, до тех пор пока ученые не смогли наиболее глубоко изучить и описать этот процесс.
С целью уяснения процессов, происходящих в сталях, и влияния различных температур на аустенит, на строение и свойства получающихся при его распаде продуктов, необходимо рассмотреть диаграмму его изотермических превращений, т. е. таких превращений, которые происходят при постоянных температурах, лежащих ниже точки A1. Диаграмма изотермических превращений аустенита эвтектоидной стали (0,8 % С) имеет достаточно простой вид (рис. 1).
Диаграмма, как видно из рис. 1, представлена двумя кривыми, которые принято называть С-кривыми. Она составлена в координатах «время – температура» изотермической выдержки. Для укорочения последней время откладывается в логарифмической шкале, так как отсчет ведется в секундах.
Собственно диаграмма заключена между двумя критическими изотермами, из которых изотерма A1 соответствует равновесному превращению «аустенит – перлит», а изотерма Mн — началу интересующего нас мартенситного превращения.