金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。 热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多，最早是采用木炭和煤作为热源，近而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制，且无环境污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金，以至浮动粒子进行间接加热。金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低)，这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度，是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异，但一般都是加热到相变温度以上，以获得高温组织。另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间，而化学热处理的保温时间往往较长。
1、保持气压：为了避免气体泄漏，光亮炉中的维护气体应保持一定的正气压。如果维护气体是氢气，它通常应该达到20千巴以上。 2、退火气氛：纯氢通常用作不锈钢管的退火气氛。气氛的纯度优选高于99.99%。如果大气中有另一种惰性气体，纯氢的纯度可以适当降低，但禁止含有过量的氧气和水蒸气。 3、应注意退火温度是否达到规定温度：不锈钢的热处理通常是固溶热处理或退火。该工艺的温度范围为1040~1120℃，加工过程中不锈钢管也可在退火炉的检查孔内进行检查。退火区的不锈钢管应是白炽的，不会出现软化和下垂。 4、炉子里一定没有水蒸汽。首先，钻孔前必须反复检查炉体是否干燥。首次装炉时，炉体材料必须烘干燥。二是检查进入炉子的不锈钢管上是否有残留的水渍。一些不锈钢管可能有孔。此时，不要将积水带入光亮炉，否则会对不锈钢管加工过程产生负面影响。 5、炉体密封性能：光亮退火炉必须密封并与外界空气隔离。通常氢气被用作维护气体。炉体只有一个排气口。它的功能是促进氢的点燃。检查方法是在退火炉的每个接缝处擦水，观察是否有气体泄漏。容易泄漏的部分是退火炉进出管材的地方。这里的密封圈容易磨损，需要经常检查和更换。
1、正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。 2、退火annealing：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋在砂中或石灰中冷却）至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。 3、固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。 4、时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化的现象。 5、固溶处理：使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型。 6、时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度。 7、淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。
因为金属工件的加热、冷却等操作，需要十几个甚至几十个动作来完成。这些动作内在真空热处理炉内进行，操作人员无法接近，因此对真空热处理电炉的自动化程度的要求较高。同时，有些动作,如加热保温结束后，金属工件进行淬火工序须六、七个动作并且要在15秒钟以内完成。这样敏捷的条件来完成许多动作，很容易造成操作人员的紧张而构成误操作。因此，只有较高的自动化才能准确、及时按程序协调。金属零件进行真空热处理均在密闭的真空炉内进行，严格的真空密封众所周知。 因此，获得和坚持炉子原定的漏气率，保证真空炉的工作真空度，对确保零件真空热处理的质量有着非常主要的意义。所以真空热处理炉的一个关键问题，就是要有可靠的真空密封构造。为了保证真空炉的真空性能，真空热处理炉结构设计中必须道循一个基本原则，就是炉体要采用气密焊接，同时在炉体上尽量少开或者不开孔，少采用或者避免采用动密封结构，以尽量减少真空泄露的机遇。
过热从轴承零件粗糙口上可观察到淬火后的显微组织过热。但要确切判断其过热的程度必须观察显微组织。若在GCr15钢的淬火组织中出现粗针状马氏体，则为淬火过热组织。形成原因可能是淬火加热温度过高或加热保温时间太长造成的全面过热；也可能是因原始组织带状碳化物严重，在两带之间的低碳区形成局部马氏体针状粗大，造成的局部过热。过热组织中残留奥氏体增多，尺寸稳定性下降。由于淬火组织过热，钢的晶体粗大，会导致零件的韧性下降，抗冲击性能降低，轴承的寿命也降低。过热严重甚至会造成淬火裂纹。 欠热淬火温度偏低或冷却不良则会在显微组织中产生超过标准规定的托氏体组织，称为欠热组织，它使硬度下降，耐磨性急剧降低，影响托辊配件轴承寿命。淬火裂纹高或冷却太急，热应力和金属质量体积变化时的组织应力大于钢材的抗断裂强度；工作表面的原有缺陷（如表面微细裂纹或划痕）或是钢材内部缺陷（如夹渣、严重的非金属夹杂物、白点、缩孔残余等）在淬火时形成应力集中；严重的表面脱碳和碳化物偏析；零件淬火后回火不足或未及时回火；前面工序造成的冷冲应力过大、锻造折叠、深的车削刀痕、油沟尖锐棱角等。
存在于淬火件不同部位上能引起应力集中的因素(包括冶金缺陷在内),对淬火裂纹的产生都有促进作用,但只有在拉应力场内(尤其是在最大拉应力下)才会表现出来,若在压应力场内并无促裂作用。 淬火冷却速度是一个能影响淬火质量并决定残余应力的重要因素,也是一个能对淬火裂纹赋于重要乃至决定性影响的因素。为了达到淬火的目的，通常必须加速零件在高温段内的冷却速度,并使之超过钢的临界淬火冷却速度才能得到马氏体组织。 就残余应力而论,这样做由于能增加抵消组织应力作用的热应力值,故能减少工件表面上的拉应力而达到抑制纵裂的目的。其效果将随高温冷却速度的加快而增大。而且,在能淬透的情况下,截面尺寸越大的工件,虽然实际冷却速度更缓,开裂的危险性却反而愈大。这一切都是由于这类钢的热应力随尺寸的增大实际冷却速度减慢,热应力减小,组织应力随尺寸的增大而增加,最后形成以组织应力为主的拉应力作用在工件表面的作用特点造成的。并与冷却愈慢应力愈小的传统观念大相径庭。对这类钢件而言,在正常条件下淬火的高淬透性钢件中只能形成纵裂。避免淬裂的可靠原则是设法尽量减小截面内外马氏体转变的不等时性。仅仅实行马氏体转变区内的缓冷却不足以预防纵裂的形成。
金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。 为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能
真空热处理不仅是某些特殊合金热处理的必要手段,而且在一般工程用钢的热处理中也获得应用,特别是工具、模具和精密耦件等。众所周知零件经真空热处理后,畸变小,质量高,且工艺本身操作灵活,无公害。 经真空热处理后使用寿命较一般热处理有较大的提高。例如某些模具经真空热处理后,其寿命比原来盐浴处理的高40~400%,而有许多工具的寿命可提高3~4倍左右。此外,真空加热炉可在较高温度下工作,且工件可以保持洁净的表面,因而能加速化学热处理的吸附和反应过程。因此,某些化学热处理,如渗碳、渗氮、渗铬、渗硼,以及多元共渗都能得到更快、更好的效果。
共焦扫描激光显微镜和Si2Mo电阻炉研究了热处理条件对轧制态加硫易切削钢中大尺寸延伸MnS夹杂物形状控制的影响。结果显示加热速率、均热温度和均热时间对延伸MnS夹杂物形状断面有很大的影响。在加热速率为0.5～2K/s的连续加热过程中，观察到细长的MnS开裂。另外，MnS的开裂程度与加热速率的上升呈反向关系。结果，当加热速率为6K/s时未观察到延伸MnS的分裂。在均温实验中，当温度低于1073K时MnS没有明显的形状变化。而当温度为1473K时延伸MnS开裂并明显地球化。相应地在1473K，当均热时间从1小时增加到4小时时，夹杂物密度数值增加了，而平均长度缩短了。只有当均热时间超过3小时或4小时，可以看到大量的MnS形状从细长变为纺锤形或球形。基于BibbsThompson关系和得到的实验结果，讨论了MnS夹杂物形状演变的机制，MnS的形貌演变分为3个主要步骤：(1)首先，在加热过程的开始阶段，发生纵向收缩；(2)收缩之后在径向产生扩展和收缩导致细长MnS的开裂；(3)渐渐地从开裂的部分形成球状粒子。
⒈机械校正 采用机械或局部加热的方法使变形工件产生局部微量塑性变形,同时伴随着残余内应力的释放和重新分布达到校正变形的目的。常用的机械校正法有冷压校正、淬火冷却至室温前的热压校正、加压回火校正、使用氧-乙炔火焰或高频对变形工件进行局部加热的”热点”校正、锤击校正等。机械校正的零件在使用、放置过程中或进行精加工时,由于残余应力的衰减和释放可能部分地恢复原来的变形和产生新的变形。因此,对于承受高负荷的工件和精密零件,最好不要进行机械校正。必须进行机械校正时,校正达到的塑性应变应该超过热处理变形的塑性应变,但校正塑性变形量必须控制在很小的范围内,一般应大于弹性极限应变的10倍,小于条件强度极限的十分之一。校正要尽可能在淬火后应即进行,校正后应进行消除残余应力处理。热处理变形工件的校正,要求操作者具有熟练的技术并很费工时,因此,校正自动化是热处理工作者的一项重要任务。 ⒉热处理校正 对于因热处理胀大或收缩变形而尺寸超差的工件,可以重新使用适当的热处理方法对其变形进行校正。常用的热处理校正法有： ⑴在ac1温度下加热急冷法对胀大变形的工件进行收缩处理 工件不发生组织比体积变化的相变,因此,不会产生组织应力,只产生因心部和表面热收缩量不同而形成的热应力。急冷时工件表面急剧收缩对温度较高塑性较好的心部施以压应力,使工件沿主导应力方向产生塑性收缩变形,这是热处理收缩处理的机理。钢的化学成分不同,其热传导和热膨胀系数不同,在ac1温度下加热后,钢的塑性和屈服强度也不相同,靠热应力所能达到的塑性收缩变形效果不尽相同,一般碳素钢和低合金钢的收缩效果比较明显,高碳高合金钢的收缩效果则比较差。 收缩处理的加热温度应根据ac1选择,应保证在水中激冷时不淬硬为原则,对奥氏体稳定性差的碳钢可采用稍高于ac1的温度,以利用相变温度区的相变超塑性达到最大的收缩效果。各类钢的加热温度是;
