加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多，最早是采取木炭跟煤作为热源，进而利用液体跟气体燃料。电的利用使加热易于把持，且无环境沾染。利用这些热源可能直接加热，也可能通过熔融的盐或金属，甚至浮动粒子进行间接加热。
金属加热时，工件裸露在空气中，经常产生氧化、脱碳(即钢铁整机名义碳含量降落)，这对热处理后整机的名义机能有很不利的影响。因此金属通常应在可控气氛或维护气氛中、熔融盐中跟真空中加热，也可用涂料或包装方法进行维护加热。
加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，抉择跟把持加热温度 ，是保障热处理品质的重要问题。加热温度随被处理的金属资料跟热处理的目标不同而异，但个别都是加热到变温度以上，以获得高温组织。另外转变须要一定的时光，因此当金属工件名义达到请求的加热温度时，还须在此温度坚持一定时光，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时光称为保温时光。采取高能密度加热跟名义热处理时，加热速度极快，个别就不保温时光，而化学热处理的保温时光往往较长。
冷却也是热处理工艺进程中不可缺乏的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，重要是把持冷却速度。个别退火的冷却速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的请求，例如空硬钢就可能用正火一样的冷却速度进行淬硬。
金属热处理工艺大体可分为整体热处理、名义热处理跟化学热处理三大类。依据加热介质、加热温度跟冷却方法的不同，每一大类又可辨别为若干不同的热处理工艺。同一种金属采取不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而存在不同的机能。钢铁是产业上利用最广的金属，而且钢铁显微组织也最为庞杂，因此钢铁热处理工艺品种繁多。
整体热处理是对工件整体加热，而后以恰当的速度冷却，以转变其整膂力学机能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大抵有退火、正火、淬火跟回火四种基本工艺。
退火是将工件加热到恰当温度，依据资料跟工件尺寸采取不同的保温时光，然落伍行缓慢冷却，目标是使金属内部组织达到或濒临均衡状况，获得良好的工艺机能跟利用机能，或者为进一步淬火作组织准备。
正火是将工件加热到适合的温度后在空气中冷却，正火的后果同退火似，只是得到的组织更细，常用于改良资料的切削机能，也有时用于对一些请求不高的整机作为终极热处理。
淬火是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中疾速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。
为了降落钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一恰当温度进行长时光的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。
退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关联密切，经常配合利用，缺一不可。
“四把火”随着加热温度跟冷却方法的不同，又演变出不同的热处理工艺 。为了获得一定的强度跟韧性，把淬火跟高温回火结合起来的工艺，称为调质。某些合金淬火形成过饱跟固溶体后，将其置于室温或稍高的恰当温度下坚持较长时光，以进步合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。
把压力加工形变与热处理有效而周到地结合起来进行，使工件获得很好的强度、韧性配合的方法称为形变热处理；在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理，它不仅能使工件不氧化，不脱碳，坚持处理后工件名义光洁，进步工件的机能，还可能通入渗剂进行化学热处理。
名义热处理是只加热工件表层，以转变其表层力学机能的金属热处理工艺。为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部，利用的热源须存在高的能量密度，即在单位面积的工件上给予较大的热能，使工件表层或局部能短时或刹时达到高温。名义热处理的重要方法有火焰淬火跟感应加热热处理，常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光跟电子束等。
化学热处理是通过转变工件表层化学成分、组织跟机能的金属热处理工艺。化学热处理与名义热处理不同之处是后者转变了工件表层的化学成分。化学热处理是将工件放在含碳、氮或其它合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热，保温较长时光，从而使工件表层浸透碳、氮、硼跟铬等元素。浸透元素后，有时还要进行其它热处理工艺如淬火及回火。化学热处理的重要方法有渗碳、渗氮、渗金属。
热处理是机械整机跟工模具制造进程中的重要工序之一。大体来说，它可能保障跟进步工件的各种机能 ，如耐磨、耐腐化等。还可能改良毛坯的组织跟应力状况，以利于进行各种冷、热加工。
例如白口铸铁经过长时光退火处理可能获得可锻铸铁，进步塑性 ；齿轮采取正确的热处理工艺，利用寿命可能比不经热处理的齿轮成倍或多少十倍地进步；另外，价廉的碳钢通过浸透某些合金元素就存在某些价昂的合金钢机能，可能取代某些耐热钢、不锈钢；工模具则多少乎全部须要经过热处理方可利用。
1.退火
操作方法：将钢件加热到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的温度（可能查阅有关资料）后，个别随炉温缓慢冷却。
目标：1.降落硬度，进步塑性，改良切削加工与压力加工机能；2.细化晶粒，改良力学机能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所产生的内应力。
利用要点：1.实用于合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速钢的锻件、焊接件以及供给状况不及格的原资料；2.个别在毛坯状况进行退火 。
2.正火
操作方法：将钢件加热到Ac3或Accm 以上30~50度，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。
目标：1.降落硬度，进步塑性，改良切削加工与压力加工机能；2.细化晶粒，改良力学机能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所产生的内应力。
利用要点：正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳整机的预先热处理工序。对机能请求不高的低碳的跟中碳的碳素结构钢及低合金钢件，也可作为最后热处理。对个别中、高合金钢，空冷可导致完全或局部淬火，因此不能作为最后热处理工序。
3.淬火
操作方法：将钢件加热到变温度Ac3或Ac1以上，保温一段时光，而后在水、硝盐、油、或空气中疾速冷却。
目标：淬火个别是为了得到高硬度的马氏体组织，有时对某些高合金钢（如不锈钢、耐磨钢）淬火时，则是为了得到单一均匀的奥氏体组织，以进步耐磨性跟耐蚀性。
利用要点：1.个别用于含碳量大于百分之零点三的碳钢跟合金钢；2.淬火能充分施展钢的强度跟耐磨性潜力，但同时会造成很大的内应力，降落钢的塑性跟冲击韧度，故要进行回火以得到较好的综协力学机能。
4.回火
操作方法：将淬火后的钢件从新加热到Ac1以下某一温度，经保温后，于空气或油、热水、水中冷却。nsk进口轴承一套轴承内同时由上述两种以上轴承结构形式组合而成的滚动轴承。如滚针和推力圆柱滚子组合轴承、滚针和推力球组合轴承、滚针和角接触球组合轴承等。
目标：1.降落或消除淬火后的内应力，减少工件的变形跟开裂；2.调剂硬度，进步塑性跟韧性，获得工作所请求的力学机能；3.牢固工件尺寸。
利用要点：1.坚持钢在淬火后的高硬度跟耐磨性时用低温回火；在坚持一定韧度的前提下进步钢的弹性跟屈从强度时用中温回火；以坚持高的冲击韧度跟塑性为主，又有足够的强度时用高温回火；2.个别钢尽量避免在230~280度、不锈钢在400~450度之间回火，因为这时会产生一次回火脆性。
5.调质
操作方法：淬火后高温回火称调质，即将钢件加热到比淬火时高10~20度的温度，保温落伍行淬火，而后在400~720度的温度下进行回火。NSK进口轴承一套轴承内同时由上述两种以上轴承结构形式组合而成的滚动轴承。如滚针和推力圆柱滚子组合轴承、滚针和推力球组合轴承、滚针和角接触球组合轴承等。
目标：1.改良切削加工机能，进步加工名义光洁水平；2.减小淬火时的变形跟开裂；3.获得良好的综协力学机能。
利用要点：1.实用于淬透性较高的合金结构钢、合金工具钢跟高速钢；
2. 不仅可能作为各种较为重要结构的最后热处理，而且还可能作为某些周到整机，如丝杠等的预先热处理，以减小变形。
6.时效
操作方法：将钢件加热到80~200度，保温5~20小时或更长时光，而后随炉取出在空气中冷却。
目标：
1. 牢固钢件淬火后的组织，减小寄存或利用期间的变形；2.减轻淬火以及磨削加工后的内应力，牢固外形跟尺寸。
利用要点：
1. 实用于经淬火后的各钢种；2.常用于请求外形不再产生变更的周到工件，如周到丝杠、丈量工具、床身机箱等。
7.冷处理
操作方法：将淬火后的钢件，在低温介质（如干冰、液氮）中冷却到－60～－80度或更低，温度均匀一致后取出均温到室温。
目标：1．使淬火钢件内的残余奥氏体全部或大部转换为马氏体，从而进步钢件的硬度、强度、耐磨性跟疲劳极限；2． 牢固钢的组织 ，以牢固钢件的外形跟尺寸。
利用要点：1．钢件淬火后应破即进行冷处理，而后再经低温回火，以消除低温冷却时的内应力；2．冷处理重要实用于合金钢制的周到刀具、量具跟周到整机。
8．火焰加热名义淬火
操作方法：用氧－乙炔混淆气体焚烧的火焰，喷射到钢件名义上，疾速加热，当达到淬火温度后破即喷水冷却。
目标：进步钢件名义硬度、耐磨性及疲劳强度，心部仍坚持韧性状况。
利用要点：1．多用于中碳钢制件，个别淬透层深度为2～6mm；2．实用于单件或小批量生产的大型工件跟须要局部淬火的工件。
9．感应加热名义淬火
操作方法：将钢件放入感应器中，使钢件表层产生感应电流，在极短的时光内加热到淬火温度，而后喷水冷却。
目标：进步钢件名义硬度、耐磨性及疲劳强度，心部坚持韧性状况。
利用要点：1．多用于中碳钢跟中堂合金结构钢制件；2． 因为肌肤效应，高频感应淬火淬透层个别为1～2mm，中频淬火个别为3～5mm，高频淬火个别大于10mm．
10．渗碳
操作方法：将钢件放入渗碳介质中，加热至900～950度并保温，使钢件便面获得一定浓度跟深度的渗碳层。
目标：进步钢件名义硬度、耐磨性及疲劳强度，心部仍然坚持韧性状况。
利用要点：1．用于含碳量为0．15％～0．25％的低碳钢跟低合金钢制件，个别渗碳层深度为0．5～2．5mm；2．渗碳后必须进行淬火，使名义得到马氏体，才干实现渗碳的目标。
11．氮化
操作方法：利用在5．．～600度时氨气分解出来的活性氮原子，使钢件名义被氮饱跟，形成氮化层。
目标：进步钢件名义的硬度、耐磨性、疲劳强度以及抗蚀才干。
利用要点：多用于含有铝、铬、钼等合金元素的中碳合金结构钢，以及碳钢跟铸铁，个别氮化层深度为0．025～0．8mm．
12．氮碳共渗
操作方法：向钢件名义同时渗碳跟渗氮。
目标：进步钢件名义的硬度、耐磨性、疲劳强度以及抗蚀才干。
