Скорость охлаждения после отжига оказывает большое влияние на качество стали. Не для всех сортов стали рекомендуется очень медленное охлаждение. При очень медленном охлаждении мягкой стали, содержащей менее 0,2% С, ниже точки Ar1 наблюдается образование свободного цементита по границам зерен. Такая сталь дает трещины при загибе листов на 90°, в то время как при нормальной структуре (феррит и перлит) сталь того же состава выдерживает до 15 загибов на 180°, особенно понижается в такой стали ударная вязкость. Испорченную сталь можно исправить новым отжигом или нормализацией выше температуры Ас3, при которой выделения цементита растворяются. После этого при умеренной скорости охлаждения (на воздухе) сталь получит нормальную структуру – смесь феррита и перлита.

Сталь средней твердости с 0,3–0,7% С, слишком медленно охлажденная после отжига, также может быть исправлена нормализацией с повышенной скоростью охлаждения в интервале температур Аr3–Аr1.

При повышенных скоростях охлаждения после нагрева выше линии GSE (см. диаграмму состояния сплавов железа и углерода) перлит получает очень мелкое строение и называется сорбитом. Пластинчатое строение в сорбите трудно обнаружить. Оно видно лишь при больших увеличениях под микроскопом.

При еще больших скоростях охлаждения (около 50 град/сек) образуется еще более мелкая структура, называемая трооститом. Пластинки в нем столь мелки, что не видны под обычным микроскопом. Их можно увидеть, лишь применяя электронный микроскоп при увеличении в 10000–30000 раз. Эти структуры, как более мелкие, имеют повышенную твердость. Так, например, обычный перлит имеет твердость по Бринелю около 200, сорбит – около 300, а троостит около 400 единиц. Все эти структуры состоят из чередующихся пластинок феррита и цементита, однако все более мелких.

Количество цементита и феррита в перлите вполне определенное, соответствующее по составу эвтектоиду, а сорбит и троостит, получающиеся при быстром охлаждении неэвтектоидных сталей, могут иметь иное соотношение количества цементита и феррита. Так, например, сталь с 0,6% С после медленного охлаждения состоит из феррита и перлита, а после быстрого охлаждения может иметь только структуру троостита без избыточного феррита.

В заэвтектоидных сталях с крупным зерном при быстром охлаждении в интервале температур Acm – Ar1 цементит выделяется в виде иголок, пронизывающих зерна и вызывающих повышенную хрупкость стали.