熱(re)處理(li)工(gong)藝一般包括加熱(re)、保溫、冷(leng)卻三個(ge)過(guo)程，有時只有加熱(re)和冷(leng)卻兩個(ge)過(guo)程。這些過(guo)程互相銜接，不可間斷。

加熱(re)(re)(re)(re)是熱(re)(re)(re)(re)處理的(de)重要工(gong)序之一(yi)。金屬熱(re)(re)(re)(re)處理的(de)加熱(re)(re)(re)(re)方法(fa)很(hen)多，最早是采用(yong)木炭(tan)和(he)煤作為熱(re)(re)(re)(re)源，進而(er)應(ying)用(yong)液體(ti)和(he)氣體(ti)燃料。電的(de)應(ying)用(yong)使加熱(re)(re)(re)(re)易于(yu)控制，且無環(huan)境污染。利用(yong)這些熱(re)(re)(re)(re)源可以(yi)直接加熱(re)(re)(re)(re)，也可以(yi)通過熔融(rong)的(de)鹽或金屬，以(yi)至浮動粒子(zi)進行間接加熱(re)(re)(re)(re)。

金屬加熱時，工件(jian)暴露(lu)在空氣中(zhong)，常常發生氧(yang)化、脫(tuo)碳(即鋼鐵零件(jian)表面(mian)碳含(han)量降低)，這對于熱處理(li)后零件(jian)的表面(mian)性能有很不利(li)的影響。因而金屬通常應在可控氣氛或(huo)(huo)保護氣氛中(zhong)、熔融(rong)鹽(yan)中(zhong)和(he)真空中(zhong)加熱，也可用涂料或(huo)(huo)包裝方(fang)法(fa)進行保護加熱。

加熱(re)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)是(shi)熱(re)處理工(gong)藝(yi)的(de)重要(yao)(yao)工(gong)藝(yi)參數之一(yi)(yi)，選擇和(he)控(kong)制加熱(re)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du),是(shi)保(bao)證熱(re)處理質量(liang)的(de)主要(yao)(yao)問題。加熱(re)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)隨被處理的(de)金屬材料和(he)熱(re)處理的(de)目的(de)不同而(er)異，但一(yi)(yi)般都是(shi)加熱(re)到相變溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)以上，以獲得高溫(wen)(wen)(wen)組織。另外轉(zhuan)變需要(yao)(yao)一(yi)(yi)定(ding)的(de)時(shi)(shi)(shi)間，因此當金屬工(gong)件表(biao)面(mian)達到要(yao)(yao)求(qiu)的(de)加熱(re)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)時(shi)(shi)(shi)，還(huan)須在此溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)保(bao)持一(yi)(yi)定(ding)時(shi)(shi)(shi)間，使(shi)內(nei)外溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)一(yi)(yi)致，使(shi)顯(xian)微組織轉(zhuan)變完(wan)全，這段時(shi)(shi)(shi)間稱為保(bao)溫(wen)(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)間。采(cai)用高能密度(du)(du)加熱(re)和(he)表(biao)面(mian)熱(re)處理時(shi)(shi)(shi)，加熱(re)速度(du)(du)極快(kuai)，一(yi)(yi)般就沒有(you)保(bao)溫(wen)(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)間，而(er)化學熱(re)處理的(de)保(bao)溫(wen)(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)間往往較長。

冷(leng)(leng)卻(que)也是熱處理工(gong)藝過程中不(bu)(bu)可缺(que)少的(de)步(bu)驟，冷(leng)(leng)卻(que)方(fang)法因工(gong)藝不(bu)(bu)同而(er)不(bu)(bu)同，主要(yao)是控制冷(leng)(leng)卻(que)速(su)度(du)。一般退火(huo)的(de)冷(leng)(leng)卻(que)速(su)度(du)最慢，正火(huo)的(de)冷(leng)(leng)卻(que)速(su)度(du)較快，淬火(huo)的(de)冷(leng)(leng)卻(que)速(su)度(du)更快。但還因鋼(gang)種不(bu)(bu)同而(er)有不(bu)(bu)同的(de)要(yao)求，例(li)如空硬(ying)鋼(gang)就(jiu)可以(yi)用正火(huo)一樣(yang)的(de)冷(leng)(leng)卻(que)速(su)度(du)進行淬硬(ying)。

金(jin)屬熱(re)(re)處理(li)工(gong)藝大(da)體(ti)可分為(wei)整(zheng)體(ti)熱(re)(re)處理(li)、表面熱(re)(re)處理(li)和化(hua)學熱(re)(re)處理(li)三大(da)類(lei)(lei)。根(gen)據加(jia)熱(re)(re)介質、加(jia)熱(re)(re)溫(wen)度和冷(leng)卻方法的(de)不(bu)同(tong)，每一大(da)類(lei)(lei)又可區分為(wei)若干不(bu)同(tong)的(de)熱(re)(re)處理(li)工(gong)藝。同(tong)一種金(jin)屬采用不(bu)同(tong)的(de)熱(re)(re)處理(li)工(gong)藝，可獲得(de)不(bu)同(tong)的(de)組織，從而具有不(bu)同(tong)的(de)性能。鋼(gang)(gang)鐵(tie)是工(gong)業上應用最(zui)廣的(de)金(jin)屬，而且鋼(gang)(gang)鐵(tie)顯微組織也最(zui)為(wei)復雜(za)，因此鋼(gang)(gang)鐵(tie)熱(re)(re)處理(li)工(gong)藝種類(lei)(lei)繁多。

整(zheng)體(ti)(ti)熱處(chu)理(li)是對工件整(zheng)體(ti)(ti)加(jia)熱，然后以適(shi)當的(de)速度冷卻，以改變其(qi)整(zheng)體(ti)(ti)力(li)學性能的(de)金屬熱處(chu)理(li)工藝。鋼鐵整(zheng)體(ti)(ti)熱處(chu)理(li)大致有退(tui)火(huo)(huo)、正(zheng)火(huo)(huo)、淬火(huo)(huo)和回火(huo)(huo)四種基本(ben)工藝。

退火(huo)(huo)是將工(gong)件加熱到適(shi)當溫度，根據(ju)材(cai)料和(he)工(gong)件尺寸采用不(bu)同的(de)(de)保溫時間，然后進行(xing)緩(huan)慢冷卻，目的(de)(de)是使金屬(shu)內部組織(zhi)達到或接近平衡狀態，獲得良好(hao)的(de)(de)工(gong)藝性能和(he)使用性能，或者為進一步淬火(huo)(huo)作(zuo)組織(zhi)準備(bei)。正(zheng)火(huo)(huo)是將工(gong)件加熱到適(shi)宜的(de)(de)溫度后在空氣中冷卻，正(zheng)火(huo)(huo)的(de)(de)效果同退火(huo)(huo)相(xiang)似，只是得到的(de)(de)組織(zhi)更(geng)細，常用于改(gai)善(shan)材(cai)料的(de)(de)切削性能，也有時用于對(dui)一些要求不(bu)高的(de)(de)零件作(zuo)為最終(zhong)熱處(chu)理。

淬(cui)火(huo)(huo)(huo)是將(jiang)工(gong)件(jian)加熱保溫(wen)后(hou)，在水、油或其它(ta)無機鹽、有機水溶液(ye)等淬(cui)冷(leng)介質中(zhong)(zhong)快(kuai)速冷(leng)卻(que)。淬(cui)火(huo)(huo)(huo)后(hou)鋼(gang)件(jian)變硬，但同時變脆(cui)。為了降低鋼(gang)件(jian)的(de)(de)脆(cui)性，將(jiang)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)后(hou)的(de)(de)鋼(gang)件(jian)在高(gao)于室(shi)溫(wen)而(er)低于650℃的(de)(de)某一適當溫(wen)度進行長時間的(de)(de)保溫(wen)，再(zai)進行冷(leng)卻(que)，這種(zhong)工(gong)藝稱為回火(huo)(huo)(huo)。退火(huo)(huo)(huo)、正火(huo)(huo)(huo)、淬(cui)火(huo)(huo)(huo)、回火(huo)(huo)(huo)是整體(ti)熱處理中(zhong)(zhong)的(de)(de)“四把火(huo)(huo)(huo)”，其中(zhong)(zhong)的(de)(de)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)與回火(huo)(huo)(huo)關(guan)系密切，常(chang)常(chang)配合使用(yong)，缺一不可。

“四把(ba)火”隨(sui)著加(jia)熱溫度和冷卻方式的(de)(de)不(bu)同(tong)(tong)，又演變(bian)出不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)熱處理(li)工(gong)藝(yi) 。為了獲得一(yi)定的(de)(de)強度和韌性，把(ba)淬(cui)(cui)火和高溫回火結合起來的(de)(de)工(gong)藝(yi)，稱(cheng)為調質。某些合金淬(cui)(cui)火形(xing)成過(guo)飽和固溶(rong)體(ti)后(hou)，將其置于室溫或稍高的(de)(de)適(shi)當溫度下保持較長(chang)時間，以提高合金的(de)(de)硬度、強度或電性磁(ci)性等(deng)。這樣的(de)(de)熱處理(li)工(gong)藝(yi)稱(cheng)為時效(xiao)處理(li)。

把壓(ya)力加工(gong)形(xing)變與熱處(chu)理(li)有效而緊密(mi)地(di)結合起來進行(xing)，使工(gong)件(jian)獲得很好的(de)強度、韌(ren)性(xing)(xing)配合的(de)方法稱(cheng)為形(xing)變熱處(chu)理(li)；在(zai)負(fu)壓(ya)氣氛或真空中進行(xing)的(de)熱處(chu)理(li)稱(cheng)為真空熱處(chu)理(li)，它不(bu)僅能(neng)使工(gong)件(jian)不(bu)氧化，不(bu)脫碳，保持處(chu)理(li)后工(gong)件(jian)表面光潔，提高工(gong)件(jian)的(de)性(xing)(xing)能(neng)，還可以通入滲劑進行(xing)化學熱處(chu)理(li)。

表(biao)面熱(re)(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)是只加熱(re)(re)(re)(re)(re)工(gong)件(jian)(jian)(jian)表(biao)層(ceng)(ceng)，以(yi)改變(bian)其表(biao)層(ceng)(ceng)力學性能(neng)的(de)(de)(de)金屬熱(re)(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)工(gong)藝(yi)。為(wei)了(le)只加熱(re)(re)(re)(re)(re)工(gong)件(jian)(jian)(jian)表(biao)層(ceng)(ceng)而不使過多的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)量(liang)傳入工(gong)件(jian)(jian)(jian)內部(bu)，使用(yong)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)源須(xu)具有高的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)密度(du)，即在單位面積的(de)(de)(de)工(gong)件(jian)(jian)(jian)上給予較大的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)，使工(gong)件(jian)(jian)(jian)表(biao)層(ceng)(ceng)或(huo)局部(bu)能(neng)短時(shi)或(huo)瞬時(shi)達到高溫。表(biao)面熱(re)(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)的(de)(de)(de)主要(yao)方(fang)法有火(huo)焰(yan)淬(cui)火(huo)和感應加熱(re)(re)(re)(re)(re)熱(re)(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)，常用(yong)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)源有氧乙(yi)炔或(huo)氧丙烷等火(huo)焰(yan)、感應電(dian)流、激光和電(dian)子束等。

化(hua)(hua)(hua)學(xue)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)是(shi)通過(guo)改變工(gong)(gong)件(jian)表層化(hua)(hua)(hua)學(xue)成分(fen)、組織(zhi)和(he)性能(neng)的(de)金(jin)屬熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)。化(hua)(hua)(hua)學(xue)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)與(yu)表面熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)不同之處(chu)(chu)(chu)是(shi)后者改變了(le)工(gong)(gong)件(jian)表層的(de)化(hua)(hua)(hua)學(xue)成分(fen)。化(hua)(hua)(hua)學(xue)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)是(shi)將工(gong)(gong)件(jian)放在含(han)碳、氮(dan)或(huo)其它合金(jin)元素的(de)介質(氣體、液體、固體)中加熱(re)(re)，保溫較長時間，從而使工(gong)(gong)件(jian)表層滲(shen)(shen)入碳、氮(dan)、硼和(he)鉻等元素。滲(shen)(shen)入元素后，有時還(huan)要進行(xing)其它熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)如(ru)淬(cui)火(huo)及回火(huo)。化(hua)(hua)(hua)學(xue)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)的(de)主要方法有滲(shen)(shen)碳、滲(shen)(shen)氮(dan)、滲(shen)(shen)金(jin)屬。

熱處理是機械(xie)零件(jian)和工(gong)模具(ju)制造過程(cheng)中的重要工(gong)序之一。大體來說(shuo)，它可(ke)以(yi)(yi)保證和提高工(gong)件(jian)的各(ge)種(zhong)性能，如耐(nai)(nai)磨、耐(nai)(nai)腐蝕等(deng)。還(huan)可(ke)以(yi)(yi)改(gai)善毛坯的組織和應力(li)狀態，以(yi)(yi)利于進(jin)行(xing)各(ge)種(zhong)冷、熱加工(gong)。

例如白口鑄(zhu)鐵經(jing)過(guo)(guo)長時間退火(huo)處(chu)理(li)可以(yi)獲(huo)得可鍛鑄(zhu)鐵，提高塑性；齒輪(lun)采用(yong)正確的(de)熱處(chu)理(li)工(gong)藝，使(shi)(shi)用(yong)壽(shou)命可以(yi)比不經(jing)熱處(chu)理(li)的(de)齒輪(lun)成倍或幾十(shi)倍地提高；另外，價廉的(de)碳鋼(gang)(gang)通過(guo)(guo)滲入某些合(he)金元素就具有某些價昂的(de)合(he)金鋼(gang)(gang)性能，可以(yi)代替某些耐熱鋼(gang)(gang)、不銹鋼(gang)(gang)；工(gong)模具則幾乎全(quan)部需要(yao)經(jing)過(guo)(guo)熱處(chu)理(li)方可使(shi)(shi)用(yong)。