以下是对常见热处理方法的详细解析，涵盖定义、分类、目的及应用场景：

一、整体热处理

1. 退火

• 定义：将金属加热至临界温度（如Ac3或Ac1）以上，保温后缓慢冷却（通常随炉冷却）。

• 目的：

• 降低硬度，提高塑性，便于冷加工。

• 消除铸造、锻造或焊接产生的内应力。

• 细化晶粒，均匀组织，改善切削性能。

• 类型：

• 完全退火：用于亚共析钢，细化晶粒。

• 球化退火：用于过共析钢，使渗碳体球化，降低硬度。

• 去应力退火：消除加工应力，防止变形。

• 应用：毛坯制造后、粗加工前，改善加工性能。

2. 正火

• 定义：将金属加热至临界温度以上，保温后在空气中冷却。

• 目的：

• 细化晶粒，提高强度和硬度。

• 改善组织均匀性，消除内应力。

• 作为预备热处理，为后续加工（如淬火）做准备。

• 特点：冷却速度比退火快，组织更细密。

• 应用：低碳钢、中碳钢零件的*终热处理，或高碳钢零件的预备热处理。

3. 淬火

• 定义：将金属加热至临界温度以上，保温后快速冷却（通常用水、油或空气）。

• 目的：

• 大幅提高硬度和耐磨性。

• 获得马氏体组织，但会产生内应力。

• 介质选择：

• 水淬：冷却速度快，适用于高碳钢。

• 油淬：冷却速度较慢，适用于中碳钢。

• 空气淬火：适用于某些特殊合金。

• 应用：制造刀具、轴承、齿轮等高硬度零件。

4. 回火

• 定义：将淬火后的金属加热至较低温度（通常低于临界温度），保温后冷却。

• 目的：

• 消除淬火产生的内应力，防止开裂。

• 调整硬度和韧性，获得所需的综合性能。

• 类型：

• 低温回火：提高硬度，降低脆性。

• 中温回火：提高弹性极限，适用于弹簧钢。

• 高温回火（调质处理）：获得良好的综合力学性能，适用于轴类、齿轮等。

• 应用：淬火后必须进行回火，以稳定组织。

二、表面热处理

1. 表面淬火

• 方法：火焰加热、感应加热。

• 目的：

• 提高表面硬度和耐磨性。

• 保持心部韧性，适用于承受冲击的零件。

• 应用：齿轮、轴类零件的表面强化。

2. 化学热处理

• 渗碳：

• 定义：向钢件表层渗入碳原子。

• 目的：提高表层含碳量，增强硬度和耐磨性。

• 应用：低碳钢零件的表面硬化。

• 渗氮：

• 定义：向钢件表层渗入氮原子。

• 目的：提高表层硬度、耐磨性和抗蚀性。

• 特点：变形小，适用于精密零件。

• 碳氮共渗：

• 定义：同时渗入碳和氮。

• 目的：综合提高硬度、耐磨性和疲劳强度。

• 应用：中温气体碳氮共渗用于提高耐磨性，低温气体碳氮共渗（软氮化）用于提高抗咬合性。

三、其他热处理方法

1. 固溶处理

• 定义：将合金加热至高温单相区，保温后快速冷却。

• 目的：

• 强化固溶体，提高韧性及抗蚀性能。

• 消除应力，软化材料，便于加工。

• 应用：铝合金、不锈钢等。

2. 时效处理

• 定义：合金经固溶处理后，在室温或稍高温度下保温。

• 目的：

• 使强化相沉淀析出，提高强度。

• 稳定组织，提高尺寸稳定性。

• 应用：铝合金、镁合金等。

3. 调质处理

• 定义：淬火后高温回火。

• 目的：

• 获得良好的综合力学性能（强度+韧性）。

• 应用：连杆、螺栓、齿轮等承受交变负荷的零件。

四、热处理方法的选择依据

• 材料类型：碳钢、合金钢、有色金属等。

• 零件性能要求：硬度、强度、韧性、耐磨性、耐蚀性等。

• 加工工艺：铸造、锻造、焊接、机加工等。

• 使用环境：高温、低温、腐蚀介质等。

通过合理选择和控制热处理工艺，可以显著改善金属材料的性能，延长使用寿命，提高产品质量。