Quando gli acciai per cuscinetti sono allo stato tenero (non indurito), i metallurgisti si riferiscono alla loro struttura come allo stato di perlite. Per indurire l’acciaio dei cuscinetti è necessario riscaldarlo ad una temperatura molto elevata e quindi raffreddarlo molto rapidamente.
Quando il trattamento termico degli acciai per cuscinetti avviene in un forno a 1.750 °F, la struttura si trasforma da perlite a ciò che è noto come austenite. Dopo la tempra (raffreddamento molto rapido), la struttura dell’acciaio per cuscinetti si trasforma da austenite a martensite.
Una volta trasformato in martensite attraverso il trattamento termico degli acciai per cuscinetti, il materiale diventa molto duro. Tuttavia, a questo punto non è considerato “termicamente stabilizzato”. Questo perché non tutta l’austenite si trasforma in martensite durante il processo di tempra. Questo fenomeno è chiamato “austenite trattenuta”.
Se l’acciaio non è stabilizzato termicamente, l’austenite trattenuta si trasformerà in martensite per un lungo periodo di tempo (forse anni). Questa trasformazione del trattamento termico dell’acciaio dei cuscinetti è accompagnata da un aumento di volume chiamato crescita metallurgica (da non confondere con la crescita termica). La crescita metallurgica causerà un cambiamento nella dimensione e nella forma di qualsiasi parte in acciaio, come i cuscinetti, anche a temperatura ambiente.
Sebbene non sia un problema con i cuscinetti di tipo commerciale a bassa precisione, nei cuscinetti miniaturizzati ad alta precisione (ABEC 5P, 7P, 9P) questa mancanza di stabilità dimensionale può causare problemi.
Per eliminare questa crescita metallurgica indesiderata, l’acciaio deve essere sottoposto a stabilizzazione termica. Ciò si ottiene mediante cicli ripetuti di raffreddamento a -120 F e rinvenimento per trasformare una grande percentuale dell’austenite trattenuta in martensite.