熱處理工藝指把鋼材置于某介質(zhì)中對(duì)其進(jìn)行加熱、恒溫以及冷卻，以此讓鋼材內(nèi)部或表面的金相組織得到改變進(jìn)而來改善鋼材性能的一種工藝。通過對(duì)鋼材進(jìn)行熱處理有利于提高工件的物理性能、化學(xué)性能及力學(xué)等性能。鋼材熱處理工藝一般含有三個(gè)步驟即加熱、保溫、冷卻，這些步驟之間是前后聯(lián)系不能斷開的，但有的時(shí)候只有加熱和冷卻兩個(gè)步驟?，F(xiàn)有的熱處理加土工藝以表面熱處理、整體熱處理及化學(xué)熱處理為主。鋼材熱處理加工能使鋼結(jié)構(gòu)件表面的化學(xué)成分或金屬結(jié)構(gòu)件內(nèi)部的微觀組織得到改變，而不是通過改變鋼結(jié)構(gòu)件整體的化學(xué)成分及形狀來提構(gòu)件使用性能的，熱處理工藝改善的是工件內(nèi)部的質(zhì)量，其特征在于一般情況下肉眼是觀察到的。
熱處理工藝以淬火、退火、回火及正火為主。
1. 淬火
指將鋼件加熱到高于Ac1或Ac3相變溫度，并將鋼件恒溫一段時(shí)間，隨后于油、空氣、水或硝鹽中將鋼件進(jìn)行快速冷卻，進(jìn)而獲得硬度值較大的馬氏體組織。對(duì)于不銹鋼或者耐磨鋼這些高合金鋼而言，淬火有利于得到較為單一且均勻的奧氏體組織，以此來提高這些高合金鋼的耐腐蝕性能和耐磨性能。淬火通常情況下被用在碳含量高于0.3%的合金鋼及碳鋼上。
2. 退火
指將鋼件加熱至低于Ac1、Ac1+30~50℃或者Ac3+30~50℃的溫度后隨爐溫緩慢冷卻，進(jìn)而來提高鋼件的塑性、細(xì)化晶粒改善力學(xué)性能、降低硬度、改善切削加工性能以及達(dá)到消除冷、熱加工過程中所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力的目的。退火又可以分為完全退火、等溫退火、球化退火、均勻化退火、去應(yīng)力退火。完全退火適用于亞共析鋼，加熱溫度為Ac3以上20~30℃,完全奧氏體化，之后隨爐冷卻。等溫退火是完全退火的改進(jìn)，是在Ac3以上保溫一段時(shí)間后快速冷卻到Ac1以下，保溫之后再快速冷卻，優(yōu)點(diǎn)是比完全退火節(jié)省時(shí)間。球化退火用于共析鋼或過共析鋼，加熱溫度為Ac1以上20~30℃,不完全奧氏體化。均勻化退火的目的是為了改善組織的均勻性，一般用于合金鋼的鑄件，加熱溫度為Ac3以上150~200℃,其缺點(diǎn)是容易造成過熱，導(dǎo)致晶粒粗大。去應(yīng)力退火主要適用于有殘余應(yīng)力的工件，加熱溫度為AR1以下100℃左右，不發(fā)生相變。
3. 回火
指將經(jīng)過淬火處理后的鋼件再次加熱至低于Ac1的某個(gè)溫度，恒溫一段時(shí)間后在空氣、水或者油中冷卻?；鼗鸸に囉欣谌コ蛘邷p弱淬火后的內(nèi)應(yīng)力進(jìn)而減弱鋼件的開裂及變形；并且能夠穩(wěn)定鋼件的尺寸、增強(qiáng)鋼件的韌性、改善鋼件的綜合力學(xué)等性能?；鼗鹩挚煞譃榈蜏鼗鼗?、中溫回火和高溫回火。低溫回火溫度為150~250℃,中溫回火溫度為350~450℃,高溫回火溫度為500~650℃?；鼗饻囟仍礁?，材料硬度越低，但是韌性越高。
通常，淬火和回火作為最終熱處理方式配合使用。淬火＋低溫回火處理后的材料硬度高，耐磨性好，一般用于制造碳素合金鋼、低碳合金鋼。淬火＋中溫回火后的材料具有高強(qiáng)韌性，用于制造彈簧鋼。淬火＋高溫回火（調(diào)質(zhì)處理）后的材料塑性韌性升高，硬度降低，綜合性能良好，用于傳動(dòng)零件的制造，如傳動(dòng)軸、齒輪。
4. 正火
指將鋼件加熱到高于Ac3或Acm以上的某個(gè)溫度后保溫一段時(shí)間，完全奧氏體化，隨后按照略高于退火的冷卻速度使鋼件進(jìn)行冷卻。正火有利于使鋼件的切削加工性能得到優(yōu)化、降低鋼件的硬度、提高塑性，細(xì)化鋼件晶粒優(yōu)化其力學(xué)性能，此外還能去除冷熱加工過程中造成的內(nèi)應(yīng)力。通常狀況下正火為鍛件、焊接件及滲碳零件的預(yù)先熱處理工藝。
除了上述四種主要的熱處理方式之外，對(duì)鋼材的熱處理還包括敏化處理、固溶處理和時(shí)效處理等方式。
雙相不銹鋼的合金含量較高，其將鐵素體不銹鋼較優(yōu)的耐氯化物應(yīng)力腐蝕破裂能力跟高強(qiáng)度及奧氏體不銹鋼良好的焊接性能跟韌性結(jié)合在一起。正是這些優(yōu)良性能使得雙相不銹鋼在造紙業(yè)、石油中的使用比較普遍。但是在使用過程中如果熱處理工藝不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致雙相不銹鋼σ相X相，鉻的氮化物等有害相的析出，這些有害相會(huì)減弱雙相不銹鋼的韌性及抗腐蝕能力。為了使雙相不銹鋼得到更為有效的應(yīng)用需要對(duì)其在不同熱處理工藝下的組織特征以及耐蝕性能做出有效判斷。
