강의 열처리
야금학적 실습에 사용되는 보다 일반적인 몇 가지 열처리는 완전 풀림, 불림, 구상화, 급랭, 그리고 뜨임 등이다. 이 공정들에 대해 논의하기 전에 철-탄소 상태도에 어떤 선들을 정의하는 것이 편리하다. 공석 등온선은 A1 온도로써 구분되고, 오스테나이트 영역과 오스테나이트 플러스 페라이트 영역 사이의 경계는 A3 온도로써 구분된다. 과공석 조성에 대한 A3는 공석 온도이다. 오스테나이트와 오스테나이트 플러스 시멘타이트 구역 사이의 경계는 Acm 온도로써 나타낸다. Acm은 아공석 합금에서는 정의되지 않는다.
완전 풀림
완전 풀림 처리는 연한 구조를 얻기 위해 A3 위 약 100°F 온도까지 강을 가열하고 실온까지 그것을 로랭 하는 것을 포함한다. 아공석강과 공석강은 오스테나이트 구역에서 풀림 되지만 과공석강은 오스테나이트-플러스-시멘타이트 구역에서 풀림 된다. 풀림 된 조건에서 1040강은 초석 페라이트의 초대한 필라이트를 포함한다. 여러 가지 미세구성물이 상태도에 의해 예측된 양만큼 존재한다. 1080강은 느린 냉각 속도에 기인하여 조대한 펼라이트의 미세조직을 갖는다. 1.2w/o C 강은 초기 시멘타이트와 조대한 펄라이트를 포함한다. 시멘타이트는 결정립계 피막으로써 존재하는 것이 아니라 편구로서 존재한다. 왜냐하면 풀림은 이상 공존영역에서 진행되고 시멘타이트의 표면에너지는 편구의 형성에 의해 감소하기 때문이다.
불림
불림은 A3나 Acm 온도 위 약 100°F인 온도에서 진행된다. 이것은 모든 탄소 함량의 강에 대한 상태도의 오스테나이트 구역이다. 불림은 합금의 연화에 사용되고, 시편이 로랭 되는 것이 아니라 공랭 되기 때문에 완전 풀림보다 시간과 비용이 덜 든다. 공랭은 냉각 중에 형성되는 초석상의 양을 감소시키고, 이러한 이유에서 과공석강에선 연속적인 세멘타이트층이 형성되지 않는다. 필라이트는 풀림 된 조건에서보다 불림 된 조건에서 더 미세하다는 것이 알려져 있다. 이것은 불림에 사용된 더 빠른 냉각 속도에 기인한다.
구상화
구상화는 페라이트의 기지에 시멘타이트의 구상화를 필요로 한다. 이 처리 방법은 A1 온도 바로 밑의 온도에서 진행된다. 그리고 재료는 오랜 시간 동안 그 온도에서 유지되어야 한다. 펼라이트 시편은 펄라이트의 판상 시멘타이트와 관련된 높은 값부터, 구상과 연관된 낮은 값까지 시멘타이트의 표면에너지 감소 때문에 구상화될 것이다. 구상은 온도에서 시간의 함수로서 자라 크게 되고 그 수는 감소한다. 구상화된 구조를 형성하는 부차적인 방법은, 준평형 마르텐사이트로부터, 상태도에 의해 알려진 시멘타이트와 페라이트가 형성될 때까지 A1 온도 바로 밑에서 급랭 된 구조를 뜨임 하는 것이다.
뜨임
풀림, 불림, 그리고 구상화는 냉간가공의 효과를 없애거나 연한구조를 만들기 위해 사용된다. 강이 오스테나이트 영역으로부터 급랭 되었을 때, 그것은 경한 마르텐사이트 구조를 만들기 위한 생각이다. 급랭 된 그대로의 마르텐사이트는 매우 경하고 강하지만, 굉장히 깨지기 쉽다. 대부분의 실제적인 응용에 마르텐사이트 재료를 사용하기 위해서는, 재료는 반드시 취성을 덜 가지도록 만들어져야 한다. 이러한 인화는 뜨임에 의해 성취된다. 뜨임 공정은 실온에서 A1까지 여러 온도에서 진행된다.
급랭에 의해 생성되고 뜨임 되지 않은 마르텐사이트는 모상 오스테나이트와 같은 화학조성으로 구성된다. 뜨임의 첫 단계 동안, 마트텐사이트는 탄소를 내어놓아 저탄소 마르텐사이트와 ε카바이드(약 8.2w/o C)가 형성된다. 뜨임의 두 번째 단계에서, 급랭 시 잔류한 오스테나이트가 베이나이트로 등온 변태한다. 뜨임의 마지막 단계는 페라이트 기지 내에 구상화된 구조의 시멘타이트의 형성을 포함한다. 불림의 여러 단계와 같이 뜨임의 여러 단계는 서로 겹쳐서 분리하기가 힘들다. 뜨임 온도가 높을수록, 주어진 시간에서 더 많은 뜨임 반응이 이루어진다. 뜨임 된 마르텐사이트는 그것이 진하게 식각 되는 미세 구성물이라는 점에서 뜨임 되지 않은 마르텐사이트와 다르다. 뜨임 된 마르텐사이트는 ε 카바이드의 석출 때문에 진하게 식각 된다. 뜨임의 마지막 단계에서 미세조직은 페라이트의 기지 내에 시멘타이트 구상으로 구성되었다. 이것은 구상화된 미세조직을 얻는 두 번째 방법이다.