金屬熱加工過程大致可分為綜合、表面及化學(xué)熱處理三種。每一大類又根據(jù)加熱介質(zhì)、加熱溫度、冷卻方式不同，可以分為幾種不同的熱處理工藝。相同的金屬，用不同的熱處理工藝可以得到不同的組織，因而具有不同的性能。鋼是工業(yè)上使用zui廣泛的金屬，其微觀結(jié)構(gòu)也zui復(fù)雜，所以鋼鐵的熱處理工藝多種多樣。

退火處理通常包括三個工序：加熱和保溫冷卻。

加熱、保溫、冷卻三個過程，有時只有加熱、冷卻三個過程。這兩個過程相互聯(lián)系，不能中斷。

熱是一種重要的熱處理工藝。對金屬進(jìn)行熱處理有多種加熱方式，首先是以木炭、煤為熱源，再加液氣燃料。使用電力，加熱更容易控制，而且沒有環(huán)境污染。這種熱源可直接加熱，也可通過熔融鹽或金屬，以漂浮的微粒間接加熱。

當(dāng)金屬受熱時，工件暴露于空氣中，常發(fā)生氧化，脫碳(即鋼構(gòu)件表面碳含量減少)，這對零件熱處理后的表面性能產(chǎn)生了不利影響。因此，金屬通常應(yīng)該在一個控制的氣氛或保護(hù)氣氛下，在熔鹽中和真空中加熱，也可以用涂料或者包裝方法來保護(hù)。

在熱處理工藝過程中，冷卻也是必不可少的環(huán)節(jié)，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是控制冷卻速度。通常情況下，退火速度zui慢，正火冷卻速度快，淬火冷卻快。但是也因鋼種的不同而有不同的要求，例如空硬鋼可采用正火式冷卻速度進(jìn)行淬硬。

高溫真空燒結(jié)爐的加熱溫度是熱處理工藝的重要參數(shù)之一，加熱溫度的選擇與控制對保證熱處理質(zhì)量至關(guān)重要。受熱溫度因所處理的金屬材料和熱處理目的的不同而不同，通常將其加熱到轉(zhuǎn)變溫度以上才能得到高溫組織。此外，轉(zhuǎn)換需要一定的時間，所以當(dāng)金屬工件表面達(dá)到所要求的加熱溫度時，還必須在該溫度下維持一定時間，使內(nèi)外溫度一致，使微觀組織完全轉(zhuǎn)變，這個時間叫做保溫時間。利用高能量密度加熱和表面熱處理，加熱速度極快，一般不會有保溫時間，而化學(xué)熱處理通常有較長的時間。