De termen "geëxpandeerd austeniet" en "S-fase" werden geïntroduceerd toen ze voor het eerst werden ontdekt in het begin van de jaren tachtig. De term S-fase werd gebruikt om nieuwe pieken te beschrijven die werden getoond met een röntgendiffractieapparaat (XRD). Men geloofde dat een nieuwe fase werd gevormd in de austenitische structuur van roestvast staal. Later werd echter ontdekt dat dit niet waar was en dat er geen faseverandering optreedt in het thermochemische diffusieproces; de naam bleef echter hangen en de termen "geëxpandeerd austeniet" of "S-fase" worden tegenwoordig door elkaar gebruikt. Op een gegeven moment werd zelfs "M-fase" gebruikt, omdat men geloofde dat een martensitische structuur werd gevormd, wat ook onjuist is.
S-fase wordt gevormd door een oververzadiging van koolstof en/of stikstof, tot 25 at% voor de stikstof-S-fase. De implantatie van de elementen is gemakkelijk te identificeren aan de hand van een helderwitte laag en kan worden toegeschreven aan roosteruitzetting, terwijl het kernmateriaal de uitzetting beperkt. Als gevolg hiervan ontstaan zeer hoge restspanningen en wordt een hoge hardheid bereikt, doorgaans hoger dan 1000HV0.05. Beide typen S-fase (stikstof en koolstof) zijn metastabiel, waarbij de laatste, die wordt gevormd tijdens het Kolsterising®-proces, een hogere thermische stabiliteit en meer ductiliteit biedt.
Zoals op de afbeelding te zien is, diffunderen koolstof- of stikstofatomen in de interstitiële ruimtes van het rooster en wordt er druk uitgeoefend op het oppervlak, terwijl het basismateriaal de uitzetting absorbeert.
- ductiliteit van de geharde laag
- verhoging van de slijtvastheid
- Verbeterde vermoeiingslevensduur
- voorkoming van schuren bij combinaties van austenitische materialen