热处理是将金属材料以一定的速度加热到预定温度并保持预定的时间，再以预定的冷却速度进行冷却的综合工艺方法。
在铸造、压力加工和焊接成形过程中，不可避免地存在组织缺陷。对金属材料进行热处理主要源于提高其综合机械性能，符合材料在设计和制备过程中所遵循的“成分－组织－性能”的原则。
热处理分：
1、普通热处理：退火、正火、淬火、回火。
2、表面热处理：渗碳、渗氮、高频淬火。
一、退火
退火流程：加热－保温－缓冷（随炉冷却）。
退火目的：
1、去应力（应力存在，使材料本身性能下降）；
2、调整内部组织（最大目的，使之变成均匀细小的组织）；
、改善切削加工性能（铸件、锻件冷却下来后，表面硬度太高，不易
切削加工，首先热处理，缓冷，表面硬度就会下降）。
常用退火工艺：
1、完全退火目的：a、使热加工造成的粗大、不均匀的组织细化；
b、降低硬度，改善切削加工性能。
2、等温退火目的及加热过程与完全退火相同，但组织转变容易控制。
、球化退火目的：a、为以后的热处理作组织准备；
b、降低硬度，改善切削加工性能。
4、去应力退火目的：消除残余应力（不改变组织，只是去应力，因此加热温度很低）。
5、再结晶退火目的：消除加工硬化的影响，不想让它加工硬化，加热后发生再结晶，性能回复到加工硬化前。
二、正火
正火流程：加热－保温－空冷（冷却速度比退火快一些）。
正火目的：与退火一样，只是第三个不同：退火是让它硬度下降，而正火是当材料表面太软时，让它变硬一些！
正火与退火的区别：
1、冷却速度快，晶粒细小，强度、硬度更好；
2、可以作为最终热处理（一些重要零件，要先预先热处理，再最终热处理，但有些零件，受力不大而且不非常重要，可把正火作为组中热处理）；
、效率高（不用占用炉子，快）。
对所有零件的预先热处理，能正火不退火。
三、淬火
淬火目的：1、获得硬、脆的马氏体；2、得到优异的力学性能。
淬火的必要性：经过退火或正火的工件只能获得一般的强度和硬度，对于许多需要高强度、高耐磨条件下工作的零件则必须淬火与回火处理。
所有重要机器零件都要进行淬火处理，退火、正火为它所准备。
钢的淬透性：大小通常用规定条件下淬火获得淬透层的深度（又称有效淬硬深度）的距离作为淬透层深度。
钢的淬硬性：指淬火后马氏体所能达到的最高硬度，淬硬性主要决定于马氏体的碳含量。
淬透性的应用：
1、淬透性大的件易淬透，组织和性能均匀一致；
2、淬火性大的工件在淬火时，可选用冷却能力较小的淬火介质以减小淬火应力；
、对受力大而复杂的工件，为确保组织性能均匀一致，可选用淬透性大的钢；
4、当要求工件表面硬度高，而心部韧性好时，可选用低淬透性钢。
常用淬火冷却方法：包括单液淬火、双液淬火、分级淬火和等温淬火等，如下图所示。
四、回火
目的：淬火钢件经回火可以减少或消除淬火应力，稳定组织，提高钢的塑性和韧性，从而使钢的强度、硬度和塑性、韧性得到适当配合，以满足不同工件的性能要求。
1、所有的钢淬火后立即回火处理（回火一定在淬火后进行）；
2、去除淬火应力；
、得到所需的组织和性能。
回火的种类：
1、低温回火（～℃）。
回火的目的是降低应力和脆性，获得回火马氏体组织，使钢具有高的硬度、强度和耐磨性。低温回火一般用来处理要求高硬度和高耐磨性的工件，如刀具、量具、滚动轴承和渗碳件等。（HRC≥60）
2、中温回火（50～℃）。
回火的目的是获得回火屈氏体，具备高的弹性极限和韧性，并保持一定的硬度，主要用于各种弹簧，锻模、压铸模等模具。（5≤HRC≤45）
、高温回火（～℃）。
回火的目的是具备良好的综合机械性能（较高的强度、塑性、韧性），得到回火索氏体组织。一般把淬火加高温回火的热处理称为“调质处理”。（28≤HRC≤）
普通热处理小结：
钢铁材料热处理通过加热、保温和冷却方式借以改变合金的组织与性能，强韧化的两个重要途径之一。
同样的产品，工艺不同，达到的效果也不同，不同热处理可达到不同目的。
五、感应表面淬火
利用电磁感应原理，表层感应电流密度大，温度高；心部几乎不受热。将工件表面快速加热到淬火温度，然后迅速冷却，仅使表面层获得淬火组织，而心部仍保持淬火前组织。电流频率越高淬透层越薄
特点：
1、淬火温度高于一般淬火温度；
2、淬火后马氏体晶粒细化，表层硬度比普通淬火高2～HRC；
、表层存在很大的残余压应力；
4、不易产生变形和氧化脱碳；
5、易于实现机械化与自动化；
感应加热淬火后，为了减小淬火应力和降低脆性，需进行～℃低温回火。
六、渗碳
其目的是通过渗碳及随后的淬火和低温回火，使表面获得高碳回火马氏体，具有高硬度、耐磨性和抗疲劳性能；而心部为低碳回火马氏体或索氏体，具有一定的强度和良好的韧性配合。
渗碳方法有气体渗碳、固体渗碳和液体渗碳。
目前广泛应用的是气体渗碳法。
常用于渗碳的钢为低碳钢和低碳合金钢，如15、20、20Cr、20CrMnTi、12CrNi等。
渗碳后的热处理方法有：直接淬火法、一次淬火法和二次淬火法。
七、渗氮
渗氮俗称氮化，是指在一定温度下使活性氮原子渗入工件表面，在钢件表面获得一定深度的富氮硬化层的热处理工艺。其目的是提高零件表面硬度、耐磨性、疲劳强度、热硬性和耐蚀性等。
常用的渗氮方法有气体渗氮、离子渗氮、氮碳共渗（软氮化）等。
渗层较深应选用离子渗氮或气体渗氮；渗层较浅应选用氮碳共渗，也可选用离子渗氮。
渗氮后的钢件性能：
1、氮化层HRC为69～7，在～℃有较高红硬性；2、一般，T（渗氮）＜T（渗碳），无需进一步热处理，渗氮层各性能均优于渗碳层，工件不易变形；
、氮化层比碳化层薄且脆；且t渗氮＞t渗碳，生产效率低；
4、为提高工件心部强韧性，需在渗氮前进行调质处理。
表面热处理小结：
高频淬火、渗碳、渗氮都可达到内韧外硬的效果，但是适应的材料、场合不同。
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