熱處理是指材料在固態下，透過加熱、保溫和冷卻的手段，以獲得預期組織和效能的一種金屬熱加工工藝。1、退火將鋼加熱到一定溫度並保溫一段時間，然後使它慢慢冷卻，稱為退火。鋼的退火是將鋼加熱到發生相變或部分相變的溫度，經過保溫後緩慢冷卻的熱處理方法。退火的目的，是為了消除組織缺陷，改善組織使成分均勻化以及細化晶粒，提高鋼的力學效能，減少殘餘應力；同時可降低硬度，提高塑性和韌性，改善切削加工效能。2、正火正火是將鋼加熱到臨界溫度以上，使鋼全部轉變為均勻的奧氏體，然後在空氣中自然冷卻的熱處理方法。它能消除過共析鋼的網狀滲碳體，對於亞共析鋼正火可細化晶格，提高綜合力學效能，對要求不高的零件用正火代替退火工藝是比較經濟的。3、淬火淬火是將鋼加熱到臨界溫度以上，保溫一段時間，然後很快放入淬火劑中，以大於臨界冷卻速度的速度急速冷卻，而獲得以馬氏體為主的不平衡組織的熱處理方法。淬火能增加鋼的強度和硬度。淬火中常用的淬火劑有：水、油、鹼水和鹽類溶液等。將已經淬火的鋼重新加熱到一定溫度，再用一定方法冷卻稱為回火。其目的是消除淬火產生的內應力，降低硬度和脆性，以取得預期的力學效能。回火分高溫回火、中溫回火和低溫回火三類。淬火後高溫回火的熱處理方法稱為調質處理。高溫回火是指在500-650℃之間進行回火。調質可以使鋼的效能，材質得到很大程度的調整，其強度、塑性和韌性都較好，具有良好的綜合機械效能。4、時效處理為了消除精密量具或模具、零件在長期使用中尺寸、形狀發生變化，常在低溫回火後（低溫回火溫度150-250℃）精加工前，把工件重新加熱到100-150℃，保持5-20小時，這種為穩定精密製件質量的處理，稱為時效。對在低溫或動載荷條件下的鋼材構件進行時效處理，以消除殘餘應力，穩定鋼材組織和尺寸，尤為重要。5、表面淬火是將鋼件的表面透過快速加熱到臨界溫度以上，但熱量還未來得及傳到心部之前迅速冷卻，這樣就可以把表面層被淬在馬氏體組織，而心部沒有發生相變，這就實現了表面淬硬而心部不變的目的。適用於中碳鋼。6、化學熱處理是指將化學元素的原子，藉助高溫時原子擴散的能力，把它滲入到工件的表面層去，來改變工件表面層的化學成分和結構，從而達到使鋼的表面層具有特定要求的組織和效能的一種熱處理工藝。按照滲入元素的種類不同，化學熱處理可分為滲碳、滲氮、氰化和滲金屬法等四種。7、滲碳滲碳是指使碳原子滲入到鋼表面層的過程，再經過淬火和低溫回火，使工件的表面層具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持著低碳鋼的韌性和塑性。8、滲氮又稱氮化，是指向鋼的表面層滲入氮原子的過程。其目的是提高表面層的硬度與耐磨性以及提高疲勞強度、抗腐蝕性等。目前生產中多采用氣體滲氮法。9、氰化又稱碳氮共滲，是指在鋼中同時滲入碳原子與氮原子的過程。它使鋼表面具有滲碳與滲氮的特性。滲金屬：是指以金屬原子滲入鋼的表面層的過程。它是使鋼的表面層合金化，以使工件表面具有某些合金鋼、特殊鋼的特性，如耐熱、耐磨、抗氧化、耐腐蝕等。生產中常用的有滲鋁、滲鉻、滲硼、滲矽等。