강을 고온으로 하였다가 냉각시키면 기계적 성질이 변화한다.
이러한 성질을 이용하여 소정의 성질을 얻기 위해 가열과 냉각을 조합 반복하여 행한 조작을 열처리라고 하며,
열처리에 따라 강도나 경도를 높일수 있고, 인성이나 연성을 크게 할 수 있으며 조직을 미세화 또는 균질화하거나 내부응력을 제거할수 있다. 열처리 방법에는 풀림, 불림, 담금질, 뜨임질 등이 있다.
1) 풀림
강을 적당한 온도(800~1000℃)로 일정한 시간 가열한 후에 노 안에서 천천히 냉각시키는 조직을 풀림히라 한다.
풀림을 하면 강의 조직이 표준으로 되므로 단조, 압연등에 필요한 가공성과 적당한 기계적 물리적 성질을 얻을 목적으로 실시한다.
2) 불림
강을 800~1000℃로 가열하여 그 온도에서 수십분간 보존한 후 공기중에서 서서히 냉각하면 조직이 정상화되고 부서지기 쉬운 것이 강하게 된다. 이러한 것을 불림이라 하며 상온가공은 보통 불림한 후에 행한다.
3) 담금질
강을 오스테나이트 상태의 고온에서 물 또는 기름 속에 투입하여 급랭시킴으로써 마르텐사이트라고 하는 조직을 가진 상당히 단단한 조직을 얻는데 그 목적이 있다. 여기서 마르텐사이트라는 것은 이와 같은 담금질에 의하여 생기는 매우 단단한 조직에 주어진 명칭이다.
담금질 온도의 범위는 탄소량에 의하여 변화 하며 탄소량이 증가함에 따라 온도가 낮아진다. 담금질의 요과는 탄소량에 따라 다르며, 인장강도 경도는 탄소량이 증가함에 따라 증가하나 신장률 단면 수축률은 반대로 감소한다. 담금질에 의하여 물리적 서질도 변화하고 비중은 약간 감소한다. 비열을 약간 증가하고 전기저항과 잔류응력은 크게 증가한다. 강재를 용접하면 그 부분은 일정의 담금질 처리를 한 것과 같이된다.
4) 뜨임질
뜨임질은 불림하거나 담금질한 강을 다시 200~600℃로 수십분가열한 후에 공기중에 냉각하는 처리를 말한다. 뜨임질의 목적은 경도를 감소시키고 내부응력을 제거하며 연성과 인성을 크게 하기 위해 실시한다.