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热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。
热处理工艺一般包括加热、保温、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。加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多，很早是采用木炭和煤作为热源，近而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制，且无环境污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金，以至浮动粒子进行间接加热。金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低)，这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度，是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异，但一般都是加热到相变温度以上，以获得高温组织。另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间，而化学热处理的保温时间往往较长。
冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。
齿轮钢：18CrMnBH、17CrMnBH、16CrMnBH、28MnCr5、16MnCr5、20MnCr5、34CrNiMo6、25CrMo4、41CrMo4、49CrMo4、30CrMoV9、SCr415H、SCr440H、4340H、4320H、4145H、4120H、8627H、8620H、SCM440H、SCM415H、17CrNiMo6、18CrNiMo7-6、20CrH、40CrH、20CrMoH、42CrMoH、20CrMnMoH、20CrNi3H
弹簧钢：60Si2MnA、60Si2CrA、60Si2CrVA、SUP9、SUP9A、55CrMnA、50CrVA、SAE9254、SAE6150、SAE5160、51CrV4、52CrMoV4
合金结构钢：15CrNi6、16CrNi4、19CrNi5、20Cr、40Cr、20Mn2、20CrMn、40CrMn、40MnB、20MnTiB、20CrMoA、30CrMoA、20CrNiMo、38CrMoAL、20CrNi3、20CrMnMo
易切削非调质钢：Y12、Y15、Y40Mn、44SMn28、F45VS、F45MnVS、FAS2340、SAE1144、SAE1141、F40MnVS、F35MnVS、50MnVS、38MnSiVS5、38MnVS6、S38MnSiV、36MnVS4、46MnVS6、30MnVS、30MnVS6、48MnV、49MnVS3
