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    將固態(tài)金屬放在一定的介質(zhì)中加熱到特定的溫度并保持一段時(shí)間后，再以不同的冷卻方式冷卻的工藝。熱處理與其他加工工藝（如鍛壓、鑄造、焊接、切削加工等）不同的是，它只改變金屬材料的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)或表面的化學(xué)成分，就可獲得所需要的使用性能，而不改變其形狀和大小及整體化學(xué)成分。鋼鐵是工業(yè)上應(yīng)用最廣的金屬，且其組織結(jié)構(gòu)也非常復(fù)雜，因而鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內(nèi)容。
   早在公元前770～前222年，中國(guó)人在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)鋼鐵的性能會(huì)因溫度和加壓變形的影響發(fā)生變化。白口鑄鐵的柔化處理就是制造農(nóng)具的重要工藝。公元前6世紀(jì)，鋼鐵兵器逐漸被采用，為了提高其硬度，淬火工藝得到迅速發(fā)展。隨著淬火技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸發(fā)現(xiàn)淬冷劑對(duì)淬火質(zhì)量的影響。中國(guó)出土的西漢中山靖王墓中的寶劍應(yīng)用了滲碳工藝。1863年，英國(guó)金相學(xué)家和地質(zhì)學(xué)家展示了鋼鐵在顯微鏡下的不同金相組織，證明鋼在加熱和冷卻時(shí)，內(nèi)部會(huì)發(fā)生組織改變。法國(guó)人F.奧斯蒙德確立的鐵的同素異構(gòu)理論以及英國(guó)人R.奧斯汀制定的鐵碳相圖，為現(xiàn)代熱處理工藝奠定了理論基礎(chǔ)。20世紀(jì)以來，金屬物理的發(fā)展和其他新技術(shù)的移植應(yīng)用，使金屬熱處理工藝得到更大發(fā)展。
   加熱和冷卻是熱處理工藝的兩個(gè)重要環(huán)節(jié)。保溫的作用是使得零件內(nèi)外溫度趨于一致，并使晶粒均勻細(xì)化。根據(jù)熱源不同，加熱的方法有燃料燃燒加熱法（如燃油加熱、氣體燃料加熱、燃煤加熱等）、電加熱法（如加熱介質(zhì)電阻加熱、電熱元件加熱、工件感應(yīng)加熱等）、高能量密度能源加熱法（如電子束加熱、激光束加熱、太陽(yáng)能加熱等）三大類。冷卻方式主要有氣體冷卻、液體冷卻等。
   金屬熱處理大體上可分為整體熱處理（鋼鐵整體熱處理包括退火、正火、淬火和回火）和表面熱處理（包括表面淬火和化學(xué)熱處理，后者是將工件放在含碳、氮或其他合金元素的介質(zhì)中加熱  ，保溫較長(zhǎng)時(shí)間，從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素）。由于同一種金屬經(jīng)過不同的熱處理工藝后，獲得的組織結(jié)構(gòu)不同，其性能也不同，因而必須根據(jù)零件的使用條件、技術(shù)要求、經(jīng)濟(jì)合理性等，正確地選擇合適的熱處理工藝。