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金屬熱處理是將金屬工件放在一定的企質中加熱到適宜的溫度，并保道處時同后，又以不同速度冷卻的一種工藝。金屬熱處理是機核制造中的重要工藝之一，與具它加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學成分，而是通過改變工件內部的顯微組織或工件表面的化學成分，賦于或改蓉其性能。
鋼鐵是機械工業中應用最廣的材料，鋼鐵的顯微組織復茶，可以通過熱處理子以控制，因此，鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內容。另外，餡、銷、鎖、仕等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學、物理和化學性能，以獲得不同的使用性能。人們從使用金屬材料起，就開始采用熱處理，其發展過程大數經歷 了三個階段。
1.民間技藝階段
在從石器時代發展到鋼器時代和快器時代的過程中，熱處理的作用逐漸被人們所認識。中國古代的許多發明和技術在世界熱處理史上處于逼通領先的地位，對世界熱處理技術的進步起到了直接的促進作用。
退火工藝的發明應該說是人類對金屬進行熱處理的開端。研究麥明，早期的銅及其合金不經過退火是不適宜進行大形變量加工的。銅及其合金容易發生加工硬化，中間退火產生再結品可使銅合金軟化，以便進行進一步的加工，這一技術以后廣泛應用于制造兵器和生活器具。國外采用級進和退火的工藝對青鋼進行加工處理被早就已經出現了。退火還在隕石加工中被應用，隕鐵實際上屬于高鐵鎮合金，居住在兩河流域的人類從公元前3000多年以前就開始使用這種“天賜”的金屬。為了制造刀具或小件物品，他們采用了退火或鍛造工藝，這是人類最早的鋼鐵熱處理。
我國古代熱處理的一項舉世囑目的成就是發明了鑄鐵柔化術。大量的考古證實，我國鑄鐵的發明大約在春秋中期。為了克服白口鑄鐵的脆性，大約于公元前5世紀我國發明了適用于鑄鐵柔化處理的退火技術。在河南洛陽故國早期灰坑出土的鐵褲，其內部組織為菜民體，表面有lmm左右的珠光體帶。珠光體層的存在，使白口鑄鐵具有韌性，很明顯這是通過退火處理得到的組織。而歐洲同類型的可緞鑄鐵的出現是在1720年之后。
公元前6世紀，鋼鐵兵器逐漸被采用，為了提高鋼的硬度，淬火工藝得到迅速發展。我國河北省易縣燕下都出土的兩把劍和一把戟，其顯微組織中都有馬氏體存在，說明是經過淬火的。隨著淬火技術的發展，人們逐漸發現淬火介質對淬火質量的影響。三國蜀人蒲元曾在今陜西斜谷為諸葛亮打制了3000把刀，相傳是派人到成都取水淬火的。這說明我國在古代就注意到不同水質的冷卻能力了。我國出土的西漢(公元前206~公元24年)中山靖王基中的寶劍，其心部碳的質量分數為0.15%~0.40%，而表面卻達到0.60%以上，說明已應用了滲碳工藝。但當時作為個人“手藝”的秘密，不肯外傳，因而發展級慢。
2.實驗科學階段
從1665年至l895年，熱處理隨著顯微技術的發展，開始向實驗技術發展。
1863年，英國金相學家和地質學家展示了鋼鐵在顯微鏡下的六種不同的金相組織，證明了鋼在加熱和冷卻時、其內部會發生組織改變、鋼在高滿時的相急冷時會轉變為一種較硬的相。法國人類斯象德確立的鐵的同家早構道論、以及英園八美別訂款早制訂的鐵碳相圖、為現代熱處理工藝奠定了初步理論基礎。
由下面這張時間表可以發現金相學對材料熱處理研究的賞獻：
1665年，顯示了人g-汽組織以及鋼刀片的組識：1772年、首次財是微健設瓷了鋼粉家口，l808年，首次顯示隕鐵的組織，后稱為魏氏組織：1831年、應用顯微鏡研究了鋼的組織和大馬士革劍：1864年、發展了素氏體：1868年、發現了鋼的臨界點、建立了Fe-C相圖：1871年、英國學者工A.8y仙著（金相學用放立的科學）在倫放出版：1885年、德國治金學家Mariens發現了馬氏體。
與此同時，人們還研究了在金屬熱處疆的加熱過醒中對金屬的保護方法、以避免加熱過程中金屬的氧化和脫碳等。1850-1880年、應用各種氣體（如氫氣、煤氣、一氧化碳等）進行保護加熱獲得了一系列專利。1889~1890年、英國人萊克獲得了多種金屬光亮熱處道的專利。
3.熱處理理論科學研究階段
1876年，美國的J.willardCibbe提出了相平衡的熱力學現論、莫定丁相安研突的現論基礎。1887年，法國的Omond利用剛問世的熱電偶發現了鋼在冷卻過程中溫度的異變化（相變潛熱釋放所致），隨后，Curie等人用磁性、電和熱參張等測量方法、進一步融究了相變潛熱現象；l889年，Arrhenius提出了熱激活過程的基本公式：1896年、在相變研究的歷程上發生了~件具有歷史意義的重大事件，那就是Austen繪制的第一福下e-C相圖、之后，通過對“S”曲線的研究、馬氏體結構的確定及研究、以及KS關系的發現、對馬氏體的結構有了新的認識，建立了完整的熱處理理論體系。
20世紀以來，金屬物理的發展和其它新技術的移植應用、使金屬熱處理工藝得到了更大發展。一個顯著的進展是1901-1925年，在工業生產中應用轉簡護進行氣體滲聯：20世紀60年代，熱處理技術運用了等離子場的作用，發展了離于滲氟、滲碳工藝、對激光及電子束技術的應用，又使金屬獲得了新的表面熱處理和化學熱處理方法。
金屬熱處理的發展歷史是與熱力學的發展密不可分的。熱力學第一、第二、第三定律的發現，為固態相變研究提供了重要的理論基礎，而現代實驗技術的快速發展為熱處理新工藝的發展提供了條件。
