Перегрев начинается с роста зерна, достигающего на некоторых конструкционных и особенно ферритных сталях очень больших размеров. Чем больше степень перегрева, тем отчетливее выявляются границы зерна. Эту легкую травимость границ зерен можно использовать при исследовании качества металла в сорте. Так, например, замечено, что плавки стали ЗОХГСА с пониженными значениями ударной вязкости имели хорошо выявляемые границы зерен, в отличие от плавок с высокой ударной вязкостью, у которых границы действительного зерна после закалки и высокого отпуска выявить трудно.

При нагреве до более высоких температур (иногда одновременно с ростом зерна) начинают изменять свою форму и неметаллические включения: из вытянутой переходить в точечную. Иногда точки сохраняют строчечное расположение, чаще после перегрева они распределяются по всему объему зерна.

На некоторых сталях (40ХНМА, ЗОХГСА, 38ХМЮА, 38ХА) образование «точек» сопровождается образованием светлой оторочки вокруг зерен и увеличением количества неметаллических включений, расположенных внутри этой оторочки. Образующиеся при перегреве «точки» имеют большую устойчивость. После пятикратной перекристаллизации (закалки) удалось уменьшить только резкость границ между точками и основным металлом, но не уменьшить их количества и не изменить формы.

Как показали опыты с нагревом металла электротоком, процессы, сопровождающие перегрев и необратимую порчу металла, протекают за очень короткие промежутки времени. Поэтому нельзя допускать перегрева металла даже на самое короткое время, измеряемое несколькими минутами. При нагреве заготовок иногда не придают значения превышению заданной температуры в течение 5-10 мин. Однако, когда металл хорошо прогрет по всему сечению слитка или заготовки, этих кратковременных превышений температур вполне достаточно для получения неисправимой степени перегрева. Такой перегрев, не замеченный или не зафиксированный в документах, выявляется затем в пониженных свойствах или дефектах излома. При анализе микроструктуры по измененному составу и форме неметаллических включений («точек») можно правильно установить природу брака.