L'austenite è una soluzione solida primaria di tipo interstiziale di carbonio nel ferro (indicata con γ). Gli atomi del carbonio presentano una disposizione ottaedrica (l'insieme ha una struttura cubica a facce centrate).

L'austenite è stabile solo ad alta temperatura (sopra i 723°C), non ha proprietà magnetiche e può contenere al massimo poco più del 2% di carbonio (a 1147 °C).

A seconda della modalità di raffreddamento, l'austenite si trasforma in una miscela di ferrite e cementite oppure in martensite. Questa trasformazione ha un'importanza chiave nella tempra dell'acciaio.

La presenza nella soluzione solida, oltre al ferro e al carbonio, di altri metalli in lega modifica la temperatura minima per ottenere l'austenite. Il silicio, il molibdeno e il cromo tendono ad innalzarla, mentre il manganese e il nichel tendono ad abbassarla.

Nel caso limite di alcuni acciai inossidabili, detti acciai inossidabili austenitici, l'austenite è stabile a temperatura ambiente.

Si consideri dell'austenite con una concentrazione di elementi chimici tali da portare l'intervallo M_s - M_f a cavallo della temperatura ambiente; anche se essa, in un tipico processo industriale, è raffreddata con una velocità maggiore di v_s, non tutta si trasforma in martensite, bensì una certa percentuale rimane come austenite residua (per esempio nell'acciaio rapido), a causa della scarsa diffusione del carbonio a temperatura ambiente.
In base a questo stesso principio e alla possibilità, sempre presente, di disuniformità di concentrazioni nella massa austenitica o di segregazioni intercristalline, austenite residua può essere localizzata anche in caso di M_f maggiore della temperatura ambiente.
Fattori che favoriscono la presenza di austenite residua: aumento della temperatura di austenitizzazione e diminuizione della velocità di tempra.
Fattore che riduce la quantità di austenite residua: temperatura di sottoraffreddamento minore della temperatura ambiente.

L'austenite residua deve essere eliminata (per esempio con il rinvenimento) per scongiurare che si decomponga quando il pezzo è in esercizio, processo che causerebbe una dannosa variazione di volume.

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