金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热、保温、冷却，通过改变金属材料表面或内部的组织结构来控制其性能的工艺方法。金属组织金属：具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规律性排列的固体（即晶体）。合金：一种金属元素与另外一种或几种元素，通过熔化或其他方法结合而成的具有金属特性的物质。相：合金中同一化学成分、同一聚集状态，并以界面相互分开的各个均匀组成部分。固溶体：是一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。固溶强化：由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。金属化合物：合金的组元间以一定比例发生相互作用而生成的一种新相，通常能以化学式表示其组成。机械混合物：由两种相或两种以上的相机械的混合在一起而得到的多相集合体。铁素体：碳在a-Fe（体心立方结构的铁）中的间隙固溶体。奥氏体：碳在g-Fe（面心立方结构的铁）中的间隙固溶体。渗碳体：碳和铁形成的稳定化合物（Fe3c）。珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物（F+Fe3c含碳0.77%）。高温莱氏体：渗碳体和奥氏体组成的机械混合物（含碳4.3%）。

不锈钢管具有良好的柔韧性、耐腐蚀性、耐高温性、耐磨性、拉伸强度、耐水性和优异的电磁屏蔽功能。不锈钢管可以自由弯曲成不同的角度和曲率半径，并且在所有方向上都具有相同的柔韧性和耐用性。不锈钢管安装方便，能有效利用低效率能源，达到节能、安静的效果。不锈钢管的性能如此优秀，有赖于不锈钢管的退火工艺。那么不锈钢管退火过程中应注意什么？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。最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。

热处理的四把火是：退火、正火、淬火、回火。退火:将钢加热到一定温度并保温一段时间，然后使它慢慢冷却，称为退火。钢的退火是将钢加热到发生相变或部分相变的温度，经过保温后缓慢冷却的热处理方法。退火的目的，是为了消除组织缺陷，改善组织使成分均匀化以及细化晶粒，提高钢的力学性能，减少残余应力；同时可降低硬度，提高塑性和韧性，改善切削加工性能。所以退火既为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力，又为后续工序作好准备，故退火是属于半成品热处理，又称预先热处理。正火:正火是将钢加热到临界温度以上，使钢全部转变为均匀的奥氏体，然后在空气中自然冷却的热处理方法。它能消除过共析钢的网状渗碳体，对于亚共析钢正火可细化晶格，提高综合力学性能，对要求不高的零件用正火代替退火工艺是比较经济的。淬火:淬火是将钢加热到临界温度以上，保温一段时间，然后很快放入淬火剂中，使其温度骤然降低，以大于临界冷却速度的速度急速冷却，而获得以马氏体为主的不平衡组织的热处理方法。淬火能增加钢的强度和硬度，但要减少其塑性。淬火中常用的淬火剂有：水、油、碱水和盐类溶液等。而高速钢的淬火剂可以是“风”，所以高速钢又被称为“风钢”。回火:将已经淬火的钢重新加热到一定温度，再用一定方法冷却称为回火。其目的是消除淬火产生的内应力，降低硬度和脆性，以取得预期的力学性能。回火分高温回火、中温回火和低温回火三类。回火多与淬火、正火配合使用。

零件如果局部硬度要求较高，可用感应加热等方式进行局部淬火热处理，这样的零件通常要在图纸上标出局部淬火热处理的位置和局部硬度值。零件的硬度检测要在指定区域内进行。硬度检测仪器可采用洛氏硬度计，测试HRC硬度值，如热处理硬化层较浅，可采用表面洛氏硬度计，测试HRN硬度值。化学热处理：化学热处理是使工件表面渗入一种或几种化学元素的原子，从而改变工件表面的化学成分、组织和性能。经淬火和低温回火后，工件表面具有高的硬度、耐磨性和接触疲劳强度，而工件的芯部又具有高的强韧性。温度压力：根据以上所说的内容，在热处理过程中对温度的检测和记录非常重要，温度控制得不好对产品的影响十分大。所以，温度的检测十分重要，在整个过程的温度变化趋势也显得十分重要，导致在热处理的过程中必须对温度的变化进行记录，可以方便以后进行数据分析，也可以查看到底是哪段时间温度没有达到要求。这样对以后的热处理进行改进起到非常大的作用。操作规程：1、清理好操作场地，检查电源、测量仪表和各种开关是否正常，水源是否通畅。2、操作人员应穿戴好劳保防护用品，否则会有危险。3、开启控制电源万能转换开关，根据设备技术要求分级段升、降温，延长设备寿命和设备完好。4、要注意热处理炉的炉温和网带调速，能掌握对不同材料所需的温度标准，确保工件硬度及表面平直度和氧化层，并认真做好安全工作。5、要注意回火炉的炉温和网带调速，开启排风，使工件经回火后达到质量要求。6、在工作中应坚守岗位。7、要配置必要的消防器具，并熟识使用及保养方法。8、停机时，要检查各控制开关均处于关闭状态后，关闭万能转换开关。

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。冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。

1、GB/T7232-2012金属热处理工艺术语2013-03-01实施,代替GB/T7232-1999；2、GB/T8121-2002热处理工艺材料术语2002-12-01实施,代替GB/T8121-1987；3、GB/T9452-2003热处理炉有效加热区测定方法2004-06-01实施,代替GB/T9452-1988；4、GB/T17031.1-1997纺织品织物在低压下的干热效应第1部分:织物的干热处理程序1998-05-01实施；5、GB/T7631.14-1998润滑剂和有关产品(L类)的分类第14部分:U组(热处理)1999-02-01实施；6、GB/Z18718-2002热处理节能技术导则2002-12-01实施；7、GB15735-2004金属热处理生产过程安全卫生要求2004-11-01实施,代替GB15735-1995；8、GB/T12603-2005金属热处理工艺分类及代号2006-01-01实施,代替GB/T12603-1990；9、GB/T19944-2005热处理生产燃料消耗定额及其计算和测定方法2006-04-01实施；10、GB/T13324-2006热处理设备术语2007-04-01实施,代替GB/T13324-1991；11、GB/T21736-2008节能热处理燃烧加热设备技术条件2008-11-01实施；12、GB/T10201-2008热处理合理用电导则2009-01-01实施,代替GB/T10201-1988；13、GB/T22561-2008真空热处理2009-06-01实施；14、GB/T22894-2008纸和纸板加速老化在80℃和65%相对湿度条件下的湿热处理2009-09-01实施；15、GB/T17358-2009热处理生产电耗计算和测定方法2009-11-01实施；16、GB/T5953.2-2009冷镦钢丝第2部分：非热处理型冷镦钢丝2010-04-01实施,代替GB/T5953-1999；17、GB/T5953.1-2009冷镦钢丝第1部分：热处理型冷镦钢丝2010-04-01实施,代替GB/T5953-1999；18、GB/T24562-2009燃料热处理炉节能监测2010-05-01实施；19、GB/T24743-2009技术产品文件钢铁零件热处理表示法2010-09-01实施；20、GB/T15318-2010热处理电炉节能监测2011-02-01实施,代替GB/T；21、GB/T25745-2010铸造铝合金热处理2011-06-01实施；22、GB/T27946-2011热处理工作场所空气中有害物质的限值；23、GB/T27945.1-2011热处理盐浴有害固体废物的管理第1部分：一般管理；24、GB/T27945.2-2011热处理盐浴有害固体废物的管理第2部分：浸出液检测方法；25、GB/T27945.3-2011热处理盐浴有害固体废物的管理第3部分：无害化处理方法；26、GB/T7232-2012金属热处理工艺术语2012年第24号公告；27、GB/T8121-2012热处理工艺材料术语2012年第24号公告；28、GB/T9452-2012热处理炉有效加热区测定方法2012年第24号公告；29、GB/T28909-2012超高强度结构用热处理钢板2012年第28号公告；30、GB15735-2012金属热处理生产过程安全、卫生要求2012年第28号公告；31、GB/T28838-2012木质包装热处理作业规范2012年第28号公告；32、GB/T28992-2012热处理实木地板2012年第41号公告；33、GB13014-1991钢筋混凝土用余热处理钢筋1992-03-01实施,代替GB1499-1984。

氮化是向钢的表面层渗入氮原子的过程，其目的是提高表面硬度和耐磨性，以及提高疲劳强度和抗腐蚀性。它是利用氨气在加热时分解出活性氮原子，被钢吸收后在其表面形成氮化层，同时向心部扩散。氮化通常利用专门设备或井式渗碳炉来进行。适用于各种高速传动精密齿轮、机床主轴（如镗杆、磨床主轴），高速柴油机曲轴、阀门等。氮化工件工艺路线：锻造－退火－粗加工－调质－精加工－除应力－粗磨－氮化－精磨或研磨。由于氮化层薄，并且较脆，因此要求有较高强度的心部组织，所以要先进行调质热处理，获得回火索氏体，提高心部机械性能和氮化层质量。钢在氮化后，不再需要进行淬火便具有很高的表面硬度及耐磨性。氮化处理温度低，变形很小，它与渗碳、感应表面淬火相比，变形小得多钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程，习惯上碳氮共渗又称作氰化。耐磨性和疲劳强度，低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。调质处理：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织为优。它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。钎焊：用钎料将两种工件粘合在一起的热处理工艺。

表面热处理一般固溶处理的加热温度在780-820℃之间，对用作弹性组件的材料，采用760~780℃，主要是防止晶粒粗大影响强度。固溶处理炉温均匀度应严格控制在±5℃。保温时间一般可按1小时/25mm计算，铍青铜在空气或氧化性气氛中进行固溶加热处理时，表面会形成氧化膜。虽然对时效强化后的力学性能影响不大，但会影响其冷加工时工模具的使用寿命。为避免氧化应在真空炉或氨分解、惰性气体、还原性气氛中加热，从而获得光亮的表面热处理效果。此外，还要注意尽量缩短转移时间，否则会影响时效后的热处理效果。对高精度零件进行光亮热处理有两种方法，即真空热处理和保护热处理。最先进的方法是真空热处理。真空热处理设备投资大，维护困难，操作技术比较复杂，在国内应用尚在‘不断扩大中。保护热处理分为涂层保护和气氛保护。气氛保护热处理的工艺多种多样。有的设备投资大，气体消耗多，成本高，因此常采用保护气体箱。涂层保护热处理具有投资少，操作简便，虽然目前国内研制的涂层的自剥性和保护效果还不能令人满意，价格也较贵，但涂料品种多，工艺成熟，应用广泛。表面光亮热处理在各种钢等材料的淬火、固溶、时效、中间退火、锻造加热或热成型时均可应用。所谓光亮热处理有：光亮退火，光亮正火，光亮淬火，光亮回火。为防止钢材表面的氧化和脱碳，使其不失去金属光泽，要在如前所述的保护气氛中或真空中进行热处理。光亮退火一般应用在银亮钢棒材（经过拉拔、切削和研磨过的）、薄板或经过精加工等产品的退火上。另外，冷锻造用的棒材和线材的球化退火等也采用这种方法。光亮正火、淬火和回火等主要适用于产品化了的零件，不适于一般作坯料的钢材。

奥氏体不锈钢通过固溶处理来软化，一般将不锈钢锻件加热到950～1150℃左右，保温一段时间，使碳化物和各种合金元素充分均匀地溶解于奥氏体中，然后快速淬水冷却，碳及其它合金元素来不及析出，获得纯奥氏体组织，称之为固溶处理。固溶处理的作用：1、使钢管组织和成分均匀一致，这对原料尤其重要，因为热轧线材各段的轧制温度和冷却速度不一样，造成组织结构不一致。在高温下原子活动加剧，相溶解，化学成分趋于均匀，快速冷却后就获得均匀的单相组织。 2、消除加工硬化，以利于继续冷加工。通过固溶处理，歪扭的晶格恢复，伸长和破碎的晶粒重新结晶，内应力消除，不锈钢锻件抗拉强度下降，伸长率上升。3、恢复不锈钢固有的耐蚀性能。由于冷加工造成碳化物析出，晶格缺陷，使不锈钢耐蚀性能下降。固溶处理后锻件耐蚀性能恢复到原始状态。对于不锈钢锻件而言，固溶处理的3个要素是温度、保温时间和冷却速度。固溶温度主要根据化学成分确定。一般说来，合金元素种类多、含量高的牌号，固溶温度要相应提高。特别是锰、钼、镍、硅含量高的钢，只有提高固溶温度，使其充分溶解，才能达到软化效果。但稳定化钢，如1Cr18Ni9Ti，固溶温度高时稳定化元素的碳化物充分溶解于奥氏体中，在随后的冷却中会以Cr23C6的形态在晶界析出，造成晶间腐蚀。为使稳定化元素的碳化物（TiC和Nbc）不分解、不固溶，一般采用下限固溶温度。不锈钢俗话说就是不容易生锈的钢，实际上有一部分的不锈钢锻件，既含有不锈性，又含有耐酸性（耐蚀性）。不锈钢的不锈性和耐蚀性是因为它表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成，其中不锈性和耐蚀性是相对的。 实验证明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性就会随钢中铬含水量的增加而提高，则是成正比例的.当铬含量达到一定的百分比时，钢的耐蚀性就发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。不锈钢的时效处理：指金属或合金工件（如低碳钢等）经固溶处理，从高温淬火或经过一定程度的冷加工变形后，在较高的温度放置或室温保持其性能，形状，尺寸随时间而变化的热处理工艺。一般地讲，经过时效，硬度和强度有所增加，塑性韧性和内应力则有所降低。含碳较高的钢，淬火后立即获得很高的硬度，但其塑性变得很低。但铝合金淬火后，强度或硬度并不立即达到峰值，其塑性非但未下降，反而有所上升。经相当长时间（例如4~6昼夜）的室温放置后，这种淬火合金的强度与硬度显著提高，而塑性则有所下降。这种淬火合金的强度和硬度随时间而发生显著变化的现象，叫做时效。室温下进行的时效叫自然时效，在一定温度下进行的时效叫人工时效。时效处理是把材料有意识地在室温或较高温度存放较长时间，使之产生时效作用的工艺。

表面淬火回火热处理通常用感应加热或火焰加热的方式进行。主要技术参数是表面硬度、局部硬度和有效硬化层深度。硬度检测可采用维氏硬度计，也可采用洛氏或表面洛氏硬度计。试验力(标尺)的选择与有效硬化层深度和工件表面硬度有关。这里涉及到三种硬度计。一、维氏硬度计是测试热处理工件表面硬度的重要手段，它可选用0.5～100kg的试验力，测试薄至0.05mm厚的表面硬化层，它的精度是的，可分辨出热处理工件表面硬度的微小差别。另外，有效硬化层深度也要由维氏硬度计来检测，所以，对于进行表面热处理加工或大量使用表面热处理工件的单位，配备一台维氏硬度计是有必要的。二、表面洛氏硬度计也是十分适于测试表面淬火工件硬度的，表面洛氏硬度计有三种标尺可以选择。可以测试有效硬化深度超过0.1mm的各种表面硬化工件。尽管表面洛氏硬度计的精度没有维氏硬度计高，但是作为热处理工厂质量管理和合格检查的检测手段，已经能够满足要求。况且它还具有操作简单、使用方便、价格较低，测量迅速、可直接读取硬度值等特点，利用表面洛氏硬度计可对成批的表面热处理工件进行快速无损的逐件检测。这一点对于金属加工和机械制造工厂具有重要意义。三、当表面热处理硬化层较厚时，也可采用洛氏硬度计。当热处理硬化层厚度在0.4～0.8mm时，可采用HRA标尺，当硬化层厚度超过0.8mm时，可采用HRC标尺。维氏、洛氏和表面洛氏三种硬度值可以方便地进行相互换算，转换成标准、图纸或用户需要的硬度值。相应的换算表在国际标准ISO、美国标准ASTM和中国标准GB/T中都已给出。