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熱處理
熱處理是一種材料加工過程，通過控制材料的加熱和冷卻過程，以改變其結構和性質。主要目的是增強材料的硬度、強度、耐腐蝕性、耐磨性和其他機械性質，以滿足特定應用的需求。這是通過將材料加熱到特定的溫度，然後冷卻它，以控制晶體結構和晶粒大小的方式實現的。
簡單來說，熱處理是一種加工方法，通過改變材料的熱處理過程，使其具有所需的性能，例如讓金屬更堅硬或更柔軟，以適應不同的用途。
公司使用走心式車床加工完成後，為因應客戶的產品需求經常協助處理的後續製程的其中之一。
步驟與概念
熱處理有多種不同的種類，每種都有其特定的步驟和目的。以下是一些常見的熱處理種類和它們的步驟：
退火 (Annealing)：
- 步驟：加熱材料至適當的溫度，然後冷卻至室溫。冷卻速度可以根據所需的性質進行調整。
- 目的：減輕內部應力，提高材料的韌性，減少硬度，改善加工性能。
是為了軟化鋼材、調整結晶組織、去除內部應力、改善冷軋加工及切削性。根據使用目的，退火細分為完全退火，球化退火、去應力退火、中間退火等。
正火 (Normalizing)：
- 步驟：加熱至高於過飽和溫度，然後空氣冷卻。
- 目的：改善結晶結構，增加硬度和強度，提高均勻性。
在臺灣稱為「正常化」是為了細化鋼材晶粒，均勻內部組織，消除內應力。在如德國的西方國家，正火（德文：Normalglühen）只是退火（德文：Glühen）的一個子類。
淬火 (Quenching)：
- 步驟：迅速加熱至高溫，然後迅速冷卻，通常使用油、水或氣體。
- 目的：增加硬度，提高材料的抗磨損性和強度，但可能會降低韌性。
是將鋼材經過高溫加熱後快速冷卻處理，提高硬度和強度。根據冷卻條件分為水淬、油淬、真空淬火等。淬火後的材料必須經過回火處理。
回火 (Tempering)：
- 步驟：將材料加熱至中等溫度，然後冷卻。
- 目的：減輕淬火造成的硬度，提高韌性，保持一定的硬度和強度。
是鋼件淬硬後再度加熱到某一溫度，然後以適當的速度冷卻。目的是調整材料硬度、提高韌性及消除內部應力。回火可分為低溫回火和高溫回火。回火溫度越高，材料的硬度降低越多，韌性越強。調質處理加工採用高溫回火。高頻淬火、滲碳淬火等表面硬化處理後的回火處理為低溫回火。
淬鍍 (Case Hardening)：
- 步驟：將表面區域加熱至高溫，然後進行淬火，以提高表面硬度，然後可以進一步調質表面。
- 目的：增加表面硬度，同時保持核心的韌性。
熱脫碳 (Decarburization)：
- 步驟：在高溫下暴露於氧氣，以減少材料表面的碳含量。
- 目的：減少材料表面的碳，以改善耐腐蝕性和機械性質。
這些是一些常見的熱處理種類和步驟，每種都有不同的應用場合和效果。選擇適當的熱處理過程取決於所需的材料性質和最終應用。下方為一些常用但較特別的方式：
滲碳淬火
是將低碳鋼表面滲入碳素後淬火再低溫回火。淬火硬度50~63HRC，硬化層深度0.3~1.2mm。
高頻淬火
是將含碳量在0.30%以上的鋼材通過感應加熱，使材料表面變硬的工藝。淬火硬度50~60HRC，硬化層深度1~2mm。
火焰淬火
是用明火進行的表面熱處理，主要在鋼鐵的任意表面或某一部分需要淬火時使用。
滲氮
是將氮素擴散深入鋼材表面的熱處理方法。含有鋁、鉻、鉬的鋼材容易通過滲氮提高硬度。
深冷技術（或稱深冷處理）
便是將鋼材在淬火後冷卻到零下七八十度到一百多度的熱處理技術。隨著熱處理技術的進步，熱處理的定義可以改寫成透過溫度的控制與冷卻速率的調整，來改變材料的特性。
工業生產中，熱處理可以視為一系列的用來改變材料的物理性質，偶爾也用來改變材料的化學性質冶金工程步驟。熱處理在冶金學方面有非常普及的應用，但是是陶瓷、玻璃材料的生產過程中也常有熱處理程序的出現。熱處理用升高或冷卻的方式進行，通常涉及極端的溫度，以期改變材料的硬度、韌性等一系列性質。
物理過程
金屬材料在微觀結構下有很多細小的晶體稱為晶粒。晶粒的大小、組成可謂影響金屬機械性質因素之一。熱處理提供一種有效的方式來控制金屬微觀結構下的擴散速率與冷卻速率，來達到需要的金屬性質。通常熱處理要改變的機械性質不外乎五種：1.硬度 2.應力-應變性質 3.韌性 4.延性 5.彈性
熱處理有兩種重要的機轉可以改變合金的性質：1.麻田散鐵轉變，用來產生形變 2.金屬擴散機轉，用來改變同質性（使材料呈現單一特徵的傾向）
組成的影響
合金系統的確切組成對於熱處理的結果有巨大的影響。若合金中各組成物的比例正確無誤，則冷卻後該合金將呈現單一且連續的微觀結構，此混合物稱之為共晶系統。然而，若是合金中組成物溶質的比例異於共晶系統，則兩種或兩種以上的微觀結構將同時形成。溶質的含量以過共析溶液高於共晶混合物，共晶混合物又高於亞共析溶液。
文章來源: 維基百科