热处理工艺主要包括退火、正火、淬火、回火和表面热处理等几种。
退火是将工件加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。退火的主要目的在于软化材料、改善切削加工性能、消除内应力和为最终热处理准备组织。例如，完全退火主要用于亚共析钢的铸件、锻轧件等，通过完全退火可以细化晶粒、提高性能。
正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。
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快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆，需要及时进行回火处理。
回火是为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却的热处理工艺。
表面热处理是只加热工件表层，以改变其表层力学性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，使用的热源须具有高的能量密度，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瞬时达到高温。表面热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热热处理，常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。详情
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