各金属合金には独自の状態図があります。前述したように、熱処理はこの図に従って行われます。これらは、さまざまな温度およびさまざまな化学組成で起こる構造変化を示しています。

これは大学で最もよく知られ広く教えられているので、鉄-炭素状態図を例として使用してみましょう。

鉄炭素状態図
鉄-炭素状態図は、熱処理を受けたときのさまざまな炭素鋼の挙動について学ぶ際の重要なツールです。 x 軸は合金内の炭素含有量を示し、y 軸は温度を示します。

炭素の2.14%は鋼が鋳鉄になる限界であることに注意してください。

この図には、金属がオーステナイト、セメンタイト、パーライトなどのさまざまな微細状態で存在するさまざまな領域が表示されます。これらの領域は、境界 A1、A2、A3、および Acm によってマークされます。これらの界面では、温度または炭素含有量の値が通過するときに相変化が発生します。

A1: セメンタイト/フェライト相の上限。

A2: 鉄が磁性を失う限界です。金属が磁性を失う温度はキュリー温度とも呼ばれます。

A3：オーステナイト＋フェライト相とγ（ガンマ）オーステナイト相を分離する界面。

Acm: γ オーステナイトをオーステナイト + セメンタイト領域から分離する界面。

状態図は、熱処理が有益かどうかを検討するための重要なツールです。各構造は最終製品に特定の品質をもたらし、それに基づいて熱処理の選択が行われます。