金属本就诞生于烈火中，而诞生于烈火中的金属又会因为“另一把火”而性能大变，这个能够“见证奇迹的时刻”并不是魔术，而是真真实实存在的！这里所说的对金属进行的“另一把火”在工业生产上被称为“热处理”。

在从石器时代进化到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐被人们所认识。早在商代，就已经有了经过再结晶退火的金箔饰物。公元前770年，我国人民在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。公元前6世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺得到迅速发展，如河北省易县出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体（见图5-1）存在，说明这些兵器是经过淬火的。

1863年，英国金相学家展示了钢铁在显微镜下的几种不同的金相组织（见图5-2），证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢在高温时的相在急冷时会转变为一种较硬的相。法国人确立的铁的同素异构理论和英国人最早制定的铁碳相图，为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。与此同时，人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法，以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。

20世纪以来，金属物理的发展和其他新技术的应用，使金属热处理工艺得到了更大发展。

图5-1 马氏体微观形貌

图5-2 钢铁的几种金相组织

a）片状珠光体 b）粒状珠光体 c）莱氏体 d）上贝氏体(www.daowen.com)

如果你对热处理还是觉得不清楚，那么通过一个演示试验（见图5-3），你就可以了解它的神奇之处。

图5-3 热处理演示

a）加热 b）水冷 c）空冷 d）性能比较

将直径约1mm的钢丝端部放在酒精灯上加热至一定温度，然后分别放入水中和空气中冷却，再用钳子对其端部进行弯曲，就会发现放在水中冷却的一端很容易折断，脆性大；而放在空气中冷却的一端可以卷成圆圈而不断裂，塑性好。

上面的试验表明，将钢在固态下加热及保温后冷却可以改变其力学性能。这就是热处理的最简单的例子。

金属热处理的定义是：它是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度在不同的介质中冷却，通过改变金属材料表面或内部的显微组织结构来控制其性能的一种工艺。

热处理工艺一般包括加热、保温和冷却三个过程（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，如图5-4所示。