在緩慢加熱或冷卻過程中，不銹鋼厚壁管通過PsK線、Gs線和es線時，其顯微組織會發(fā)生變化。因此，在不同含碳量厚壁鋼管的緩慢加熱或冷卻過程中，固態(tài)組織轉(zhuǎn)變的臨界點由PSK線、Gs線和es線決定。為方便起見，PsK線通常稱為At線，GS線稱為A s線，ES線稱為A線，這條線上的臨界點相應(yīng)地稱為A；然而，應(yīng)該指出的是，不銹鋼厚壁管微觀組織轉(zhuǎn)變的臨界點是加熱和冷卻極慢時的平衡臨界溫度。實際上，加熱和冷卻并不是非常慢。因此，組織轉(zhuǎn)化實際發(fā)生的溫度和相圖中的臨界點之間存在一定的偏差。臨界點在加熱時增加，在冷卻時減少。而且，隨著加熱和冷卻速度的變化，加熱速度越快，臨界點增加越多。冷卻速度越快，臨界點下降越多。
加熱時奧氏不銹鋼厚壁管的形成
以共析鋼為例。當(dāng)加熱到略高于Ac的溫度時，不銹鋼焊管珠光體開始轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。與結(jié)晶過程一樣，奧氏體不銹鋼的形成也是通過成核和成核生長實現(xiàn)的。整個過程分三個基本步驟完成。
奧氏體不銹鋼厚壁管中晶核的形成和生長處于鐵素體和滲碳體的交界處。因為原子排列是相對無序的，這有利于晶核的形成，所以奧氏體晶核是在溫度超過Ac-。奧氏體晶核形成后，它立即開始生長為鐵素體和滲碳體，直到生長的奧氏體晶粒相遇。
殘余滲碳體的溶解是由于奧氏體以不同的不銹鋼焊管廠家速率延伸和生長到兩側(cè)的滲碳體和鐵素體區(qū)域。鐵素體向奧氏體的轉(zhuǎn)變速度總是快于滲碳體的溶解速度。因此，當(dāng)鐵素體完全轉(zhuǎn)變成奧氏體，時，仍有一些未溶解的滲碳體。隨著時間的延長，這部分未溶解的殘余滲碳體將逐漸溶解到奧氏體，直至完全溶解。
奧氏體不銹鋼厚壁管中成分的均勻化當(dāng)所有殘留的滲碳體在奧氏體，溶解時，奧氏體的碳濃度是不均勻的。碳含量在原始滲碳體區(qū)域較高，在原始鐵素體區(qū)域較低。在奧氏體的碳含量通過碳原子的擴散趨于均勻之前，有必要保持一段時間的溫度。因此，厚壁鋼管在加熱時需要一定的保溫時間。這不僅是為了使工件具有導(dǎo)熱性，也是為了獲得成分均勻的奧氏體，從而在冷卻后獲得良好的結(jié)構(gòu)和性能。
對于亞共析鋼，來說，珠光體在其室溫結(jié)構(gòu)中被加熱到Ac時首先轉(zhuǎn)變成奧氏體。隨著加熱溫度的不斷升高，剩余的鐵氧體會不斷變成奧氏體。直到加熱溫度超過Ac，鐵素體完全消失，不銹鋼厚壁管處于完全奧氏體狀態(tài)。
過共析鋼的室溫組織為珠光體+次滲碳體。當(dāng)加熱到Ac時，珠光體首先轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。繼續(xù)升高溫度，滲碳體將逐漸溶解，直到超過Ac，然后完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體
因此，亞共析鋼和過共析鋼必須加熱到Ac和Aca以上才能獲得單相奧氏體組織。如果加熱到上臨界點和下臨界點之間，就會得到奧氏體和鐵素體(或滲碳體)的兩相結(jié)構(gòu)。這種加熱方法稱為不完全奧氏體加熱。使用這種加熱方法的不銹鋼厚壁管制造商的熱處理也應(yīng)用于實際生產(chǎn)中。