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熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。

退火

將工件加熱到適當溫度，根據材料和工件尺寸采用不同的保溫時間，然后進行緩慢冷卻（冷卻速度最慢）目的是使金屬內部組織達到或接近平衡狀態，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進一步淬火作組織準備。

正火

將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細，常用于改善材料的切削性能，也有時用于對一些要求不高的零件作為最終熱處理。

回火

為了降低鋼件的脆性，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于710℃的某一適當溫度進行長時間的保溫，再進行冷卻，這種工藝稱為回火。

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，然后以大于臨界冷卻速度的冷速快速冷卻到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。然后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。微觀上看，馬氏體是指碳過飽和的固溶于阿爾法鐵中形成的固溶體^[1]。淬火是一種獲得馬氏體組織的熱處理工藝。純鐵在高于727度為伽馬鐵，低于727度為阿爾法鐵。碳在伽馬鐵中的溶解度（2.11%）比阿爾法鐵(0.0218%)大。將一定含碳量的鋼加熱到臨界溫度以上某一溫度，然后急冷。碳來不及析出，就形成馬氏體。馬氏體的密度較其它組織小，韌性很差，硬度高。

退火、正火、淬火 、回火是整體熱處理中的“四把火”，其中的淬火與回火關系密切，常常配合使用，缺一不可。

[1] 固溶體是指溶質原子溶入溶劑晶格中而仍保持溶劑類型的合金相。