물질에서의 변태는 온도를 상승 또는 하강시켰을 때 한 상에서 다른 상(액체상, 고체상, 기체상)으로 전이하는 현상이다. 상변태(phase transformation)가 일어나는 온도를 변태점이라 한다. 금속의 변태에는 동소 변태(同素變態, allotropic tranformation)와 자기 변태(磁氣變態, magnetic tranformation)가 있다. 변태는 가공에 큰 영향을 미쳐 어떤 온도에서 어떤 방식으로 가공할지를 결정하는 기준이 된다. 강은 원래 강자성체인데 가열하면 자성이 점점 약해져서 770℃ 부근에서는 상자성체가 된다.
동소변태
동소 변태는 동일 원소에서 원자배열에 따라 결정격자의 변화가 일어나는 변태이다. 이것은 공간 격자의 변화이기 때문에 기계적, 물리적, 화학적 성질의 변화를 수반한다. 합금에서는 조성에 따라 여러 가지 상이 존재하기 때문에 대단히 복잡한 성격을 보이고 있다. 대표적으로 석출변태, 마텐자이트 변태 등이 있다.
자기변태
자기 변태는 어떤 온도에서 자성이 급격하게 변하는 변태이다. 자기의 강도(강자성, 상자성, 반자성)가 변하는 것으로 원자 배열은 변화 없이 그대로이다. 금속은 온도가 올라갈수록 자성이 약해지는 경향을 보인다. 강자성은 자석에 잘 달라붙는 성질이고 상자성은 자석에 약하게 끌려오는 성질이다. 반자성은 자석에서 약하게 밀려나는 성질이다.
동소변태는 원자배열에 의한 결정격자의 변화를 수반하는 반면 자기변태는 결정격자의 변화가 없고 원자 내부에서만 변화한다. 기계적 성질에 변화를 일으키는 열처리는 동소변태에 속한다. 철은 녹을 때까지 결정구조를 2번 바꾸는데 900℃ 이하와 1400℃～1528℃(녹는점) 구간에서는 체심입방정(α철)이지만, 900℃～1400℃에서는 면심입방정(γ철)이다.
| 변태 구분 | 변태점 | 변태 종류 | 변태 내용 |
|---|---|---|---|
| A0 | 210 ℃ | 자기 변태 | 강자성체 ↔ 상자성체 시멘타이트의 자기 변태점 |
| A1 | 726 ℃ | 동소 변태 | 펄라이트 ↔ 오스테나이트 결정 격자 변화 |
| A2 | 770 ℃ | 자기 변태 | 강자성체 ↔ 상자성체 |
| A3 | 910 ℃ | 동소 변태 | α철(체심 입방정) ↔ γ철(면심 입방정) 결정 격자 변화 담금질, 풀림, 불림은 A3+50℃ 온도로 가열 후 냉각 |