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Ⅰ. A₀변태(變態)

시멘타이트의 자기(磁氣)적 변태를 A₀변태라 하며, 이 변태가 생기는 온도를 A₀변태점 또는 시멘타이 트의 퀴리포인트(Curie point) 라고 한다. A₀변태점은 탄소량에는 관계가 없고 약 210℃이다.
즉, 시멘타이트는 210℃ 이하에서는 강자성체(强磁性體)이지만, 이 이상의 온도에서는 상자성체(常磁性體)가 된다.
가열시의 A₀변태점을 Ac₀, 냉각시의 A₀변태점을 Ar₀라고 한다. A₀변태점을 처음 발표한 사람은 Wologdine(1909 년)이다. A₀변태는 순철(純鐵)에는 존재치 않는 변태이다.

Ⅱ. A₁변태(變態)

강철의 공석변태(共析變態)를 A₁변태라고 하며, 이 변태가 생기는 온도를 A₁변태점이라 한다.
즉, 이 변태의 식은 다음과 같이 된다.

오오스테나이트 (고용체)	냉각	페라이트+시멘타이트 (퍼얼라이트)
	→
	←
	가열

A₁변태는 강철(鋼鐵)과 주철(鑄鐵)에만 존재하는 것으로서, 그 온도는 726℃이며, 탄소함유량에는 관계없다.
그러나 그 변태량은 0.85%C(共析鋼)에서 최대이 고, 이것보다 탄소량이 적을수록, 또 많을수록 변 태량이 작아진다. 그리고 가열시의 A₁변태를 Ac₁, 냉각시의 변태를 Ar₁이라 한다. Ar₁변태점에서 강철은 발열하여 어두운 곳에서 보 면 돌연 빛을 내는 일이 있어 재휘점(再輝点)이라 고도 한다. Ac₁점에서는 강철은 수축하고, 전기저항은 커진다. (Ar₁점에서는 역변화)

Ⅲ. A₂변태(變態)

철의 자기적 변태를 A₂변태라 하며, 그 온도를 A₂ 변태점 또는 퀴리포인트라고 한다.
즉, 철은 A₂변태점이하에서는 강자성체이나, 그 이 상에서는 상자성체가 된다. 순철의 A₂변태점은 약 770℃이고, 탄소가 첨가되 어도 그 온도는 그다지 변화되지 않고, 거의 일정 하다. 그리고 약 0.5%C에서 A₃변태점과 합치하여, 이후 탄소량의 증가와 함께 A₃변태선상을 지나, 0.85%C 에서 A₁변태점과 일치한다. A₂변태점이하의 철(강자성)을 α철,A₂이상 A₃변태점 까지의 철(상자성)을 β철이라고 한다.
그러나 A₂변태는 철의 동소변태가 아니고, 또한 결정구조적으로도 α철과 β철은 같은 체심 입방정형(BCC)이므로, 이것을 구분하지 않고 전부 α철로 논하는 자가 많다.

강종	탄소량%	가열시의 A₁변태(Ac₁)	냉각시의 A₁변태(Ar₁)
아공석강	〈0.85	全퍼얼라이트가 오오스테나이트로 변태함과 동시에 초석페라이트가 오오스테나이트속에 용해한다	오오스테나이트에서 페라이트의 석출이 끝남과 동시에 非오오스테나이트가 퍼얼라이트로 변태한다.
공석강	0.85	全퍼얼라이트가 오오스테나이트로 변태한다.	全오오스테나이트가 퍼얼라이트로 변태한다.
과공석강	〉0.85	全퍼얼라이트가 오오스테나이트로 변태함과 동시에 초석시멘타이트속에 용해한다.	오오스테나이트에서 시멘타이트석출이 끝남과 동시에 이 오오스테나이트가 퍼얼라이트로 변태한다.

Ⅳ. A₃변태(變態)

철의 동소변태의 하나로서

α철(체심입방정형)	가열	β철(면심입방정형)
	→
	←
	냉각

의 변화를 말한다. 즉, A₃변태점 이하의 철을 α철, 이상의 철을 γ철 이라 한다. 철의 A₃변태점은 약 910℃이다.
철에 탄소가 들어가면 그 양에 따라 A₃변태점은 910℃보다 내려가, 0.85%C(공석강)에서 726℃가 되어 A₁변태점과 일치한다.
그리고 가열시의 A₃변태를 Ac₃, 냉각시의 것을 Ar₃변태라 한다.

강철에 대한 A₃변태의 뜻은

Ac₃ : 가열할 때, 페라이트가 오오스테나이트에의 고용(固溶)의 종지(終止)
Ar₃ : 냉각할 때, 오오스테나이트에서 페라이트의 석출(析出)이 시작

이며, 바로 Acm변태와 같은 뜻을 갖고 있는 것이다. A₃변태점은 강철의 담금질, 풀림, 조질화에 특히 중요한 것으로서, 이들의 열처리는 Ac₃변태점이상 50℃쯤 높은 온도에 강철을 가열시킨 후에 한다.
Ar₃변태점에서는 강철은 현저하게 팽창한다.

Ⅴ. A_cm변태(變態)

과공석강(0.85∼1.7%C)에만 존재하는 변태로서 그 변태점은 탄소량이 증가함에 따라서 상승한다.
A_cm변태점 : 0.85%C → 726℃, 1.7%C → 1145℃ 가열 때 Acm변태를 Ac_cm, 냉각시의 것을 Ar_cm변 태라고 한다. 그리고

Ac_cm : 가열할 때, 시멘타이트가 오오스테나이트에의 고용 의 종지
Ar_cm : 냉각할 때, 오오스테나이트에서 시멘타이트의 석출 이 시작

를 의미하며, 바로 A₃변태와 같이 석출변태이다. cm은 시멘타이트(Cementite)의 약자이다. 담금질, 풀림 등의 열처리는 A_cm변태점 이하에서 실시되므로 이들의 열처리에는 그다지 중요하지 않으나, 조질화, 또는 탄화작업에 있어서는 A_cm선이 나타 내는 온도가 상당히 중요성을 갖는다.

Ⅵ. A_e변태(變態)

완전한 평형상태에서의 변태를 A_e변태라 하며, A₁ 과 A₃의 A_e변태를 A_e1, A_e2라 한다. 그 내용은 각각 A₁ 또는 A₃와 다른 것은 없지만, 최근 널리 실시되고 있는 항온변태 또는 S곡선 작 성시에 많이 사용되는 변태기호이다.

Ⅶ. A_r'변태(變態)

강철을 담금질할 때, 급냉으로 생기는 A₃변태의 지체변태(遲滯變態)의 하나로서 오오스테나이트에 서 직접 결절상트루우스타이트(Nodular troostite 또는 Fine pearlite)가 생기는 변태를 말한다.
A_r'변태를 처음 발견한 것은 C. Benedicks 이며, 그후 Chevenard(1919)에 의하여 A_r'라고 부르게 되었다.
A_r'변태는 약 600℃에서 생긴다.
A_r'변태의 발생을 억제하는 최소의 담금질냉각속 도를 상부임계냉각속도 또는 단지 임계냉각속도 (Criticalcooling velocity)라고 한다.

Ⅷ. A_r"변태(變態)

강철을 담금질할 때 오오스테나이트가 마르텐사이 트로 변화하는 변태를 A_r"변태라 한다. A_r"변태는 P.D'ejean에 의하여 발견되었고 Chevenard(1919)에 의하여 A_r"라 이름지어 졌다. 강철의 담금질은 A_r"변태만을 일으켰을 때에 최고 경도로 되며, 담금질이 완전히 들어간 것이 된다.
A_r'변태점은 강철의 탄소량을 증가시키면 내려가 나, 그 온도는 냉각속도를 증가시켜도 변화되지 않 고 일정하다. (단, 임계냉각속도 이상으로 냉각하였을 경우)
A_r"변태만을 일으키는데 필요한 최소의 담금질 냉 각속도를 상부임계냉각속도, A_r' 와 A_r"변태를 함께 일으키는데 필요한 최소의 냉각속도를 하부임계냉각속도라고 한다.
A_r' 와 A_r" 의 2개의 변태를 동시에 일으키는 현상 을 분열변태(分裂變態:Split transformation)이라고 한다.

탄소량 %	하부임계냉각속도 ℃/s	상부임계냉각속도 ℃/s
0.30 0.63 0.80 1.20	700 450 300 600	2500 1000 450 1000

Ⅸ. A_r1, A_r', A_r"변태(變態)

A_r1 = γ→α+복탄화물(複炭化物)
A_r' = γ→α+Fe₃C
A_r"= γ→(α+C) = γ→마르텐사이트

특수강에서는 이상의 3개의 변태가 냉각시에 나타난다. 탄소강에서는 복탄화물이 없으므로 A_r1 = A_r' = γ→α+Fe₃C 로 되는 것이다. 특수강의 냉각변태에 있어서 A_r"변태의 기호를 채 용하는 사람도 있으나, 이것은 잘못이며 상기와 같이 하는 것이 합리적이 라고 한다.