熱處理加工是一種重要的材料加工技術，通過精確控制加熱和冷卻過程，能夠顯著改善材料的性能，滿足各種工程應用的需求。
熱處理加工利用材料在高溫下的物理和化學變化，通過控制加熱和冷卻過程的溫度、時間和速率，來改變材料的組織結構和性能，這一過程涉及固溶體溶解和析出、滲透和沉淀、組織相變以及殘余應力的消除等多個方面，旨在使材料達到所需的力學性能、導電性能、耐腐蝕性等要求。
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常見熱處理工藝退火：將鋼件加熱到適當溫度，保溫后緩慢冷卻，以細化晶粒、消除內應力、提高塑性和韌性，退火常用于合金結構鋼、碳素結構鋼等材料的預先熱處理或最終熱處理。
正火：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，正火能細化晶粒、提高力學性能，并消除冷、熱加工產生的內應力。它通常作為鍛件、焊接件及滲碳零件的預先熱處理工序。
淬火：將鋼件加熱到相變溫度Ac3或Ac1以上，保溫后迅速冷卻，淬火能顯著提高鋼的硬度和耐磨性，但也會增加內應力，降低塑性和韌性。因此，淬火后常需進行回火處理。
回火：將淬火后的鋼件重新加熱到Ac1以下某一溫度，保溫后冷卻，回火能降低或消除淬火后的內應力，調整硬度，提高塑性和韌性。根據回火溫度的不同，可分為低溫回火、中溫回火和高溫回火。
調質：淬火后高溫回火的一種特殊工藝，旨在獲得良好的綜合力學性能，調質處理適用于淬透性較高的合金結構鋼等材料。
時效：將鋼件加熱到較低溫度并保溫一段時間，然后隨爐取出在空氣中冷卻，時效能穩定鋼件的組織，減小變形，并減輕內應力。
