热处理工艺可以分为三大类：整体热处理、表面热处理和化学热处理。整体热处理是对工件进行整体加热，以改善整体组织和性能的处理工艺，分为退火、正火、淬火和回火的处理方式。表面热处理仅对工件表层进行热处理，以改变其组织和性能的工艺，又分为表面淬火、表面回火和气相沉积。化学热处理是将工件置于一定温度的活性介质中保温，使两种或几种元素渗入它的表层，以改变其表层化学成分、组织和性能的热处理工艺。根据渗入成分的不同可分为渗碳、渗氮、碳氮共渗、氮碳共渗等。尽管热处理的种类有很多，但通常所用的各种热处理过程都由加热、保温和冷却三个阶段组成。

5.5.1.1　整体热处理，淬火和回火

淬火的目的是为了提高钢的力学性能。淬火是将钢件加热到临界温度以上，保持一定时间后快速冷却，以获得高硬度组织的热处理工艺。

回火是指钢件淬硬后加热到临界温度以下某一温度，保温定时间然后冷却到室温的热处理工艺。回火分为低温回火、中温回火和高温回火三类。其主要目的：一是降低脆性、消除或降低残余应力，如不及时回火，往往会使工件变形甚至开裂；二是赋予工件所要求的力学性能，工件经淬火后，硬度高、脆性大，不宜直接使用。为了满足工件的不同性能要求，可以通过适当的回火配合调整硬度、降低脆性，从而得到所需要的韧性、塑性。

5.5.1.2　整体热处理，退火和正火

退火是将金属或合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。退火分为完全退火和去应力退火。完全退火是将钢加热到临界温度以上保温，随之缓慢冷却，获得接近平衡状态组织的退火工艺。完全退火的目的是为了改善切削加工性能、细化组织、降低硬度、去除内应力。去应力退火是为了去除由于塑性加工、焊接、热处理及机械加工等造成的以及铸造工艺过程中产生的残余应力而进行的。如果这些应力不消除，将会使工件在一定时间后或在随后的切削加工过程中产生变形或裂纹；或者在使用过程中产生变形，降低机器的精度，甚至发生事故。(www.daowen.com)

正火是将钢加热到临界温度以上30～50℃，保温适当时间后，在空气中冷却的热处理工艺。正火冷却速度快，金属组织细小，正火后的强度、硬度、韧性都高于退火，且塑性基本不降低。正火的主要目的是调整锻、铸钢件的硬度，细化晶粒。通过正火细化晶粒，钢的韧性可显著改善，对焊接件则可以通过正火改善焊缝及热影响区的组织和性能。

5.5.1.3　表面热处理

表面热处理是指仅对工件表面进行热处理以改变其组织和性能的工艺。其中表面淬火工艺最常用，它是通过快速加热与立即淬火冷却相结合的方法来实现的，即利用快速加热使工件表面很快加热到淬火温度，在热量传到心部之前即迅速冷却，使表层得到马氏体而被淬硬，而心部仍保持未淬火状态的组织，即原来塑性、韧性较好的退火、正火或调质状态的组织。常用的表面淬火方法有感应加热淬火及火焰加热淬火等。感应加热淬火是利用感应电流通过工件所产生的热效应，使工件表面、局部或整体加热并进行快速冷却的淬火工艺。火焰加热淬火是应用氧—乙炔，或其他可燃气，火焰对零件表面进行加热，随后冷却的工艺。

5.5.1.4　化学热处理

化学热处理是将金属或合金工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。化学热处理最常用的是渗碳、渗氮和碳氮共渗。经过化学热处理可提高钢的硬度、耐磨性及疲劳性能等。渗碳是将钢件在渗碳介质中加热并保温，使碳原子渗入表层的化学热处理工艺。其目的是使低碳钢件表面得到高碳，经适当的淬火和低温回火后获得表面高硬度、高耐磨性，而心部仍保持一定强度及较高的塑性、韧性，适用于同时受磨损和较大冲击载荷的低碳、低合金钢零件。渗氮的目的是提高工件表面的硬度、抗疲劳性、耐磨性、耐腐蚀性及热硬性，是指在一定温度下使活性氮原子渗入工件表面的化学热处理工艺。