一、熱處理定義

這裡有一個演示實驗，如下圖所示。

將直徑約1mm的鋼絲端部放在酒精燈上加熱至一定溫度，然後分別放入水中和空氣中冷卻。再用鉗子對其端部進行彎曲，會發現放在水中冷卻的一端很容易折斷，脆性大；放在空氣中冷卻的一端可以捲成圓圈而不斷裂，塑性好。

上面的實驗表明：將鋼在固態下加熱、保溫後冷卻，可以改變其力學效能，這就是熱處理的最簡單的例子。

金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質中加熱到適宜的溫度，並在此溫度中保持一定時間後，又以不同速度在不同的介質中冷卻，透過改變金屬材料表面或內部的顯微組織結構來控制其效能的一種工藝。

熱處理演示

二、熱處理的過程

熱處理工藝

熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程，如下圖所示，有時只有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接，不可間斷。

熱處理過程

1、加熱

加熱是熱處理的重要工序之一。金屬熱處理的加熱方法很多，最早是採用木炭和煤作為熱源，後來應用液體和氣體燃料。電的應用使用加熱更容易控制，且無環境汙染。

金屬加熱時，工件暴露在空氣中，常常發生氧化、脫碳（即鋼鐵零件表面碳含量降低），這對於熱處理後零件的表面性能有不利的影響。因而金屬通常應在可控氣氛或保護氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱，也可用塗料或包裝方法進行保護加熱。

2、保溫

當金屬工件表面達到要求加熱溫度時，還應在此溫度保持一定時間，使內外溫度一直，使顯微組織轉變完全，這段時間稱為保溫時間。採用高能密度加熱和表面熱處理時，加熱速度極快，一般就沒有保溫時間，而化學熱處理的保溫時間往往較長。

3、冷卻

冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而變化，主要是控制冷卻速度。