退火退火是將工件加熱到合適的溫度，根據工件的材質和尺寸采用不同的保溫時間，然後緩慢冷卻，使金屬內部組織達到或接近平衡狀態，或釋放前壹工序產生的內應力，以獲得良好的工藝性能和使用性能，或為進壹步淬火做好結構準備。以45號鋼為例。退火後的金相組織是奧氏體，退火後變得太軟。45鋼壹般不退火。專業解釋:將亞共析鋼工件加熱至AC3(加熱過程中鐵素體轉變為奧氏體的最終溫度)以上20-40度，保溫壹段時間，然後隨爐緩慢冷卻(或在砂或石灰中冷卻)至500度以下，在空氣中冷卻的熱處理工藝。
正火正火是將工件加熱到合適的溫度，然後在空氣中冷卻。正火的效果類似於退火，只是得到的組織更細，常用於提高材料的切削性能，有時也作為壹些要求不高的零件的最終熱處理。45號正火金相組織為奧氏體+珠光體。專業解釋:將鋼或鋼件加熱到臨界點AC3(對於亞共析鋼)或Accm(對於過共析鋼加熱時)以上30℃-50℃，保溫適當時間，並在自由流動的空氣中均勻冷卻的熱處理工藝，屬於正火。正火後，亞共析鋼為F+S，共析鋼為S，過共析鋼為。
淬火淬火是將工件加熱保溫，然後在水、油或其他無機鹽溶液、有機水溶液等淬火介質中快速冷卻。後部鋼制零件變得堅硬，但同時也變得易碎。以45號鋼為例，很少單獨淬火，因為很難獲得所需的硬度。專業解釋:將奧氏體化後的鋼材以適當的冷卻速度冷卻，使工件截面的全部或壹定範圍內發生馬氏體等不穩定組織轉變的熱處理工藝。
回火回火是為了降低鋼件的脆性。將淬火後的鋼件長時間保持在高於室溫但低於650℃的適當溫度下，然後冷卻。這個過程叫做回火。專業解釋:將淬火後的工件加熱到低於臨界點AC1(加熱過程中珠光體轉變為奧氏體的起始溫度)的適當溫度壹定時間，然後用滿意的方法冷卻，以獲得所需組織和性能的熱處理工藝。
淬火-回火是壹種將淬火和高溫回火結合起來以獲得壹定強度和韌性的工藝。以45號鋼為例，淬火後得到馬氏體，回火後得到索氏體。這樣，材料可以獲得較高的強度和優良的韌性、塑性和切削性能。
在時效處理中，有些合金也稱為固溶體(在固態下，壹種成分中的其他成分溶解形成單壹均勻的結晶固體金屬，不銹鋼是典型的固溶體)，然後將它們淬火形成過飽和固溶體，長時間保持在室溫或稍高的溫度下，以提高合金的硬度、強度或電磁性。例如，為了消除精密量具或模具及零件在長期使用中的尺寸和形狀變化，需要進行時效處理。
奧氏體形變熱處理是壹種將壓力變形和熱處理有效而緊密地結合起來，使工件獲得良好的強度和韌性的方法，也相當於熱鍛。最常見的例子就是老鐵匠鋪。
真空熱處理在負壓氣氛或真空中進行的熱處理稱為真空熱處理，既能防止工件氧化脫碳，又能保持被處理工件表面光滑，提高工件性能。真空熱處理後零件變形小，質量高，工藝本身靈活無汙染。因此，真空熱處理不僅是某些特殊合金熱處理的必要手段，也適用於壹般工程用鋼的熱處理，特別是工具、模具和精密聯軸器。真空熱處理後，使用壽命比壹般熱處理大大提高。
熱化表面熱處理是壹種只加熱工件表層以改變其機械性能的金屬熱處理工藝。為了只加熱工件的表層而不將過多的熱量傳遞到工件內部，所使用的熱源必須具有高的能量密度，即單位面積給予工件的熱能大，以使工件的表層或部分在短時間內或瞬間達到高溫。表面熱處理的主要方法有火焰淬火和感應加熱熱處理，常用的熱源有火焰如氧乙炔或氧丙烷、感應電流、激光和電子束。比如壹些承受變向載荷的軸、齒輪和零件，表面的耐磨性很高，內部卻需要很好的韌性和強度。通過表面熱處理可以滿足工件的整體性能要求。
熱化學處理化學處理是通過改變工件表層的化學成分、顯微組織和性能的金屬熱處理工藝。化學熱處理與表面熱處理的區別在於後者改變了工件表層的化學成分化學熱處理是在含有碳、氮或其他合金元素的介質(氣體、液體、固體)中加熱工件，並長時間保持該溫度，使工件表面滲有碳、氮、硼、鉻等元素。元素滲入後，有時還要進行淬火、回火等其他熱處理工藝。化學熱處理的主要方法是滲碳、滲氮和金屬化。
表面改性技術是化學熱處理和物理方法的結合。壹種熱處理技術，改變材料或工件表面的化學成分或結構，以提高機器零件或材料的性能。它包括化學熱處理(滲氮、滲碳、金屬化等)。);表面塗層(低壓等離子噴塗、低壓電弧噴塗、激光重熔復合膜塗層、物理氣相沈積、化學氣相沈積等。)和非金屬塗層技術。這些用於強化零件或材料表面的技術，賦予零件耐高溫、耐腐蝕、耐磨、耐疲勞、抗輻射、導電、導磁等各種新特性。使曾經在高速、高溫、高壓、重載和腐蝕性介質環境中工作的零部件，提高可靠性，延長使用壽命。最常見的就是家裏的不粘鍋。特殊行業和專用金屬制品(如齒輪、鑄件、不粘鍋等)除外。)，大部分機械設計制造都不需要額外的熱處理，因為鋼廠已經把設計者換成了過熱處理，讓機械用金屬原材料處於熱處理狀態。機械設計師只需要選擇。