金属热处理的作用：改变金属材料表面或内部的显微组织结构来控制其性能。
金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。
同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用最广的金属，而且钢铁显微组织也最为复杂，因此钢铁热处理工艺种类繁多。
金属热处理的特点：
金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。
为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。
以上内容参考：百度百科—金属热处理
1、 退火（英语: Annealing）是为了软化钢材、调整结晶组织、去除内部应力、改善冷轧加工及切削性。根据使用目的，退火细分为完全退火，球化退火、去应力退火、中间退火等。
2、 正火（英语: Normalising；在台湾称为“正常化”）是为了细化钢材晶粒，均匀内部组织，消除内应力。在如德国的西方国家，正火（德文：Normalglühen）只是退火（德文：Glühen）的一个子类。
3、 淬火（英语: Quenching）是将钢材经过高温加热后快速冷却处理，提高硬度和强度。根据冷却条件分为水淬、油淬、真空淬火等。淬火后的材料必须经过回火处理。
4、 回火（英语: Tempering）是钢件淬硬后再度加热到某一温度，然后以适当的速度冷却。目的是调整材料硬度、提高韧性及消除内部应力。
回火可分为低温回火和高温回火。回火温度越高，材料的硬度降低越多，韧性越强。调质处理加工采用高温回火。高频淬火、渗碳淬火等表面硬化处理后的回火处理为低温回火。
5、 渗碳淬火是将低碳钢表面渗入碳素后淬火再低温回火。淬火硬度50~63HRC，硬化层深度0.3~1.2mm。
6、 高频淬火是将含碳量在0.30%以上的钢材通过感应加热，使材料表面变硬的工艺。淬火硬度50~60HRC，硬化层深度1~2mm。
7、 火焰淬火是用明火进行的表面热处理，主要在钢铁的任意表面或某一部分需要淬火时使用。
8、 渗氮是将氮素扩散深入钢材表面的热处理方法。含有铝、铬、钼的钢材容易通过渗氮提高硬度。
物理过程
金属材料在微观结构下有很多细小的晶体称为晶粒。
晶粒的大小、组成可谓影响金属机械性质因素之一。热处理提供一种有效的方式来控制金属微观结构下的扩散速率与冷却速率，来达到需要的金属性质。通常热处理要改变的机械性质不外乎五种：硬度 、应力-应变性质、韧性、延性、弹性。
热处理有两种重要的机转可以改变合金的性质：麻田散铁转变，用来产生形变 、金属扩散机转，用来改变同质性（使材料呈现单一特征的倾向）。
金属热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量.
