Zaman Sıcaklık-Dönüşüm (ZSD) Diyagramları 

Ostenit dönüşünü sırasında görülen ve öncelikle dönüşüm ürününün (perlit-sorbit-trostit-beynit-martenzit) özelliklerini belirleyen çok yönlü olayların irdelenmesinde, denge durumunda geçerli olan demir-karbon diyagramından yararlanılamaz. Ostenit dönüşümünün artan soğuma hızından etkilenir, ancak zamanla ilişkisini açıkça içermemektedirler. Oysa üretim ve/veya daha sonraki ısıl işlem aşamasında demir-karbon diyagramındaki koşullara uygun olarak (çok yavaş) soğutulmayan teknik Fe-C alaşımlarının içyapılarını yorumlamak, ısıl işlem yoluyla tekrarlanabilir özellik değişimleri elde etmek için bu ilişkinin bilinmesi gerekir. 

Diğer bir deyişle varılan sonuçlarda, karbon ve alaşım elementleri yayınmasının sıcaklık ile zamana bağımlılığı (dönüşüm hızı) belirleyici rol oynar. Dolayısıyla ZSD-diyagramlarında, dönüşüm olayları sıcaklık ve zamana bağlı olarak gösterilir. Olaylar bazen çok uzun sürebileceğinden zaman ekseni logaritmik bölümlüdür. Uygulama göz önünde bulundurularak ostenit dönüşünü sürekli soğuma ve sabit sıcaklık durumlarında birbirinden ayrı olarak incelenir. Böylece bulunan ZSD-diyagram çifti, ele alınan belirli bileşimdeki çelik için geçerlidir. Bu diyagramları elde etmek üzere deney parçaları aynı ostenitleme sıcaklığına ısıtılarak, öngörülen eğrilere (1,2,3 vb.) uygun biçimde sürekli soğutulur ya da istenen sıcaklığa (T1,T2,T vb.) hızla soğutulup, bu sabit sıcaklıkta "izotermik" dönüşüm tamamlanıncaya kadar tutulur. 

Ortaya çıkan içyapılar çoğunlukla metalografik, dönüşüm sıcaklıkları ise dilatometrik olarak saptanir. Örneğin perlit veya beynit oluşumuna ait başlama ve bitiş noktaları birleştirildiğinde, ostenitin farklı koşullardaki dönüşüm davranışı diyagram haline getirilmiş olur.
 

Ostenitleme sıcaklığından başlayarak sadece çizilen soğuma eğrileri doğrultusunda okunabilen bu diyagramlar, çeliği ostenit bölgesinden soğutarak yapılan bütün ısıl işlemlerin tasarlanmasında çok yararlıdırlar. Bunlardan dönüşüm davranışı dışında aşağıdaki önemli bilgiler de alınabilir: 

Değişik dönüşüm alanlarında oluşan içyapı bileşenlerinin miktarı (soğuma eğrisi ile alan alt sınırının kesim noktasında yüzde olarak),

Elde edilen içyapının sertliği (soğuma eğrisinin sonunda HV veya HRC olarak).
 

Ostenit bölgesine ısıtılan parça seçilen bir sıcaklığa hızla soğutularak, burada dönüşüm tamamlanıncaya kadar tutulur. Sürekli soğuma diyagramında olduğu gibi belirli bir bekleme süresinden sonra ostenit dönüşünü başlar. Dönüşün başlangıç eğrisi çoğunlukla karakteristik C-biçimindedir. Aşırı soğumanın küçük olması halinde dönüşüm eğilimi azdır (uzun bekleme süresi). Büyük aşırı soğumada ise bu eğilim kuvvetle artar. Ancak dönüşüm sıcaklığı düştükçe özellikle karbon atomlarının hareketliliği engellendiğinden bekleme süresi tekrar uzar. Bu iki ters etkinin yarattığı "burun" oluşumu, sürekli soğumadakinden daha belirgindir. 

İzotermik diyagram sadece dönüşümün türüne bağlı olarak zaman eksenine paralel doğrular boyunca (izotermler yönünde) okunabilir. Yani sürekli soğumanın tersine sabit sıcaklıkta dönüşüm, sıcaklığa göre tümüyle perlit veya beynit alanında olabilir. 

İki ayrı tür ZSD-diyagramı arasında karakteristik bir bağıntı vardır. Sabit sıcaklık dönüşümünde aşırı soğuma etkisi yani dönüşümün itici kuvveti sürekli soğumadakinden daha büyüktür. Dolayısıyla dönüşüm eğrileri sürekli soğumada, sabit sıcaklık diyagramına göre daha uzun süre ve düşük sıcaklıklara ötelenmiş durumdadır. Alaşım elementleri katılmasıyla malzemenin dönüşüm davranışı yani bu diyagramların biçimi büyük ölçüde değişir.