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1.加熱：利用木炭、煤、電等作為熱源直接加熱或通過熔融的鹽或金屬，或浮動粒子進行間接加熱，也可用涂料或包裝方法進行保護加熱。

2.保溫：將固態材料加熱到相變溫度以上，以獲得高溫組織，選擇和控制加熱溫度是保證熱處理質量的主要問題。

3.冷卻：冷卻方法因工藝的不同而不同，主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。

金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學熱處理三大類。根據加熱介質、加熱溫度和冷卻方法的不同，每一大類又可區分為若干不同的熱處理工藝。其特點是改善工件的內在質量，而這一般不是肉眼所能看到的。所以，它是機械制造中的特殊工藝過程，也是質量管理的重要環節。在常溫下，金屬的晶粒越細小，強度和硬度越高，塑性韌性也越好。

零件的抗蝕性與抗高溫氧化性：表面熱處理可提高零件抗大氣腐蝕性能；鋼件滲鋁、滲鉻、滲硅后，與氧或腐蝕介質作用形成致密、穩定的Al2O3、Cr2O3、SiO2保護膜，提高抗蝕性及高溫扛氧化性。

鋼件硬化的同時會帶來脆化。用表面熱處理方法提高表面硬度時，仍能保持心部處于較好的韌性狀態，是我們在進行使用時能夠強化本身的硬度，同時又為我們生產中帶來良好的發展。

冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求，例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進行淬硬。整體熱處理是對工件整體加熱，然后以適當的速度冷卻，以改變其整體力學性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。