鋼材加熱到臨界點上保溫一定時間然後在水或鹽水油中急速冷卻的過程叫淬火。

鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3（亞共析鋼）或Ac1（過共析鋼）以上溫度，保溫一段時間，使之全部或部分奧氏體化，然後以大於臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等溫）進行馬氏體（或貝氏體）轉變的熱處理工藝。通常也將鋁合金、銅合金、鈦合金、鋼化玻璃等材料的固溶處理或帶有快速冷卻過程的熱處理工藝稱為淬火。淬火的目的是使過冷奧氏體進行馬氏體或貝氏體轉變，得到馬氏體或貝氏體組織，然後配合以不同溫度的回火，以大幅提高鋼的剛性、硬度、耐磨性、疲勞強度以及韌性等，從而滿足各種機械零件和工具的不同使用要求。也可以通過淬火滿足某些特種鋼材的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學性能。將金屬工件加熱到某一適當溫度並保持一段時間，隨即浸入淬冷介質中快速冷卻的金屬熱處理工藝。常用的淬冷介質有鹽水、水、礦物油、空氣等。淬火可以提高金屬工件的硬度及耐磨性，因而廣泛用於各種工、模、量具及要求表面耐磨的零件（如齒輪、軋輥、滲碳零件等）。通過淬火與不同溫度的回火配合，可以大幅度提高金屬的強度、韌性下降及疲勞強度，並可獲得這些性能之間的配合（綜合機械性能）以滿足不同的使用要求。另外淬火還可使一些特殊性能的鋼獲得一定的物理化學性能，如淬火使永磁鋼增強其鐵磁性、不鏽鋼提高其耐蝕性等。淬火工藝主要用於鋼件。常用的鋼在加熱到臨界溫度以上時，原有在室溫下的組織將全部或大部轉變為奧氏體。隨後將鋼浸入水或油中快速冷卻，奧氏體即轉變為馬氏體。與鋼中其他組織相比，馬氏體硬度最高。淬火時的快速冷卻會使工件內部產生內應力，當其大到一定程度時工件便會發生扭曲變形甚至開裂。為此必須選擇合適的冷卻方法。根據冷卻方法，淬火工藝分為單液淬火、雙介質淬火、馬氏體分級淬火和貝氏體等溫淬火4類。

退火：將工件加熱到預定溫度，保溫一定的時間後緩慢冷卻（通常為隨爐冷）的金屬熱處理工藝。退火的目的在於均勻化學成分、改善機械性能及工藝性能、消除或減少內應力併為零件最終熱處理作好組織準備。 鋼的退火工藝種類頗多，按加熱溫度可分為兩大類：一類是在臨界溫度（Ac3或Ac1）以上的退火，也稱為相變重結晶退火。包括完全退火、不完全退火、等溫退火、球化退火和擴散退火等；另一類是在臨界溫度（Ac1）以下的退火，也稱低溫退火。包括再結晶退火、去應力和去氫退火等。按冷卻方式可分為連續冷卻退火及等溫退火等。 正火：將工件加熱到適當溫度，保溫一段時間後從爐中取出在空氣中冷卻的金屬熱處理工藝。正火與退火的不同點是正火冷卻速度比退火冷卻速度稍快，因而正火組織要比退火組織更細一些，其機械性能也有所提高。另外，正火爐外冷卻不佔用設備，生產率較高，因此生產中盡可能採用正火來代替退火。正火的主要應用範圍有：

①用於低碳鋼，正火後硬度略高於退火，韌性也較好，可作為切削加工的預處理。

②用於中碳鋼，可代替調質處理作為最後熱處理，也可作為用感應加熱方法進行表面淬火前的預備處理。

③用於工具鋼、軸承鋼、滲碳鋼等，可以消降或抑制網狀碳化物的形成，從而得到球化退火所需的良好組織。

④用於鑄鋼件，可以細化鑄態組織，改善切削加工性能。

⑤用於大型鍛件，可作為最後熱處理，從而避免淬火時較大的開裂傾向。

⑥用於球墨鑄鐵，使硬度、強度、耐磨性得到提高，如用於製造汽車、拖拉機、柴油機的曲軸、連桿等重要零件。淬火：淬火是將鋼加熱到臨界點以上，保溫後以大於臨界冷卻速度（Vc）冷卻，以得到馬氏體或下貝氏體組織的熱處理工藝。回火：回火是將淬火鋼加熱至A1點以下某一溫度保溫一定時間後，以適當方式冷到室溫的熱處理工藝。它是緊接淬火的下道熱處理工序，同時決定了鋼在使用狀態下的組織和性能，關係著工件的使用壽命，故是關鍵工序。 回火的主要目的是減少或消除淬火應力；保證相應的組織轉變，使工件尺寸和性能穩定；提高鋼的熱性和塑性，選擇不同的回火溫度，獲得硬度、強度、塑性或韌性的適當配合，以滿足不同工件的性能要求。