金屬熱處理是將金屬工件放在必定的介質中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中堅持必定時間后，又以不同速度冷卻，通過改動金屬材料表面或內部的安排結構來操控其功能的一種工藝。

金屬熱處理工藝大體可分為全體熱處理（退火、正火、淬火和回火）、表面熱處理（激光熱處理、火焰淬火和感應加熱熱處理）、部分熱處理和化學熱處理（滲碳、滲氮、滲金屬、復合滲）等。

一、退火 操作方法：將鋼件加熱到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的溫度(可以查閱有關資料)后，一般隨爐溫緩慢冷卻。

目的：1.下降硬度，進步塑性，改進切削加工與壓力加工功能；2.細化晶粒，改進力學功能，為下一步工序做準備；3.消除冷、熱加工所發生的內應力。

使用關鍵：1.適用于合金結構鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼的鍛件、焊接件以及供應狀況不合格的原材料；2.一般在毛坯狀況進行退火。

二、正火 操作方法：將鋼件加熱到Ac3或Accm 以上30~50度，保溫后以稍大于退火的冷卻速度冷卻。

目的：1.下降硬度，進步塑性，改進切削加工與壓力加工功能；2.細化晶粒，改進力學功能，為下一步工序做準備；3.消除冷、熱加工所發生的內應力。

使用關鍵：正火一般作為鍛件、焊接件以及滲碳零件的預先熱處理工序。關于功能要求不高的低碳的和中碳的碳素結構鋼及低合金鋼件，也可作為最終熱處理。關于一般中、高合金鋼，空冷可導致完全或部分淬火，因此不能作為最終熱處理工序。

三、淬火 操作方法：將鋼件加熱到相變溫度Ac3或Ac1以上，保溫一段時間，然后在水、硝鹽、油、或空氣中快速冷卻。

目的：淬火一般是為了得到高硬度的馬氏體安排，有時對某些高合金鋼(如不銹鋼、耐磨鋼)淬火時，則是為了得到單一均勻的奧氏體安排，以進步耐磨性和耐蝕性。

使用關鍵：1.一般用于含碳量大于百分之零點三的碳鋼和合金鋼；2.淬火能充分發揮鋼的強度和耐磨性潛力，但同時會形成很大的內應力，下降鋼的塑性和沖擊韌度，故要進行回火以得到較好的綜合力學功能。

四、回火 操作方法：將淬火后的鋼件重新加熱到Ac1以下某一溫度，經保溫后，于空氣或油、熱水、水中冷卻。 目的：1.下降或消除淬火后的內應力，減少工件的變形和開裂；2.調整硬度，進步塑性和韌性，取得作業所要求的力學功能；3.安穩工件尺寸。 使用關鍵：1.堅持鋼在淬火后的高硬度和耐磨性時用低溫回火；在堅持必定韌度的條件下進步鋼的彈性和屈服強度時用中溫回火；以堅持高的沖擊韌度和塑性為主，又有滿足的強度時用高溫回火；2.一般鋼盡量避免在230~280度、不銹鋼在400~450度之間回火，由于這時會發生一次回火脆性。