热处理是将金属资料放在特定的介质内加热、保温、冷却，通过改动资料表面或内部的金相组织结构,来控制其功用的一种金属热加工工艺。
　　在从石器时代展开到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的效果逐步为人们所知道。早在公元前770至前222年，我国人在生产实践中就已发现，铜铁的功用会因温度和加压变形的影响而变化。白口铸铁的柔化处理就是制造耕具的重要工艺。
　　公元前六世纪，钢铁兵器逐步被选用，为了前进钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速展开。我国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，阐明是通过淬火的。
　　随着淬火技术的展开，人们逐步发现淬冷剂对淬火质量的影响。三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。这阐明我国在古代就留意到不同水质的冷却才能了，一起也留意了油和尿的冷却才能。我国出土的西汉(公元前206～公元24)中山靖王墓中的宝剑，心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，阐明已运用了渗碳工艺。但其时作为个人“手艺”的隐秘，不愿别传，因而展开很慢。

　　1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改动，钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。法国人奥斯蒙德建立的铁的同素异构理论，以及英国人奥斯汀拟定的铁碳相图，为现代热处理工艺开始奠定了理论基础。与此一起，人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法，以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。
　　1850～1880年，关于运用各种气体（诸如氢气、煤气、一氧化碳等）进行保护加热曾有一系列专利。1889～1890年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的专利。
　　二十世纪以来，金属物理的展开和其他新技术的移植运用，使金属热处理工艺得到更大展开。一个明显的展开是1901～1925年，在工业生产中运用转筒炉进行气体渗碳；30年代呈现露点电位差计，使炉内气氛的碳势到达可控，以后又研究出用二氧化碳红外仪、氧探头号进一步控制炉内气氛碳势的方法；60年代，热处理技术运用了等离子场的效果，展开了离子渗氮、渗碳工艺 ；激光、电子束技术的运用，又使金属获得了新的表面热处理和化学热处理方法。
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