45号钢的热处理.docx

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45号钢的热处理

45号钢,是GB中的叫法,JIS中称为:

S45C,ASTM中称为1045,080M46,DIN称为:

C45

45号钢为优质碳素结构用钢,硬度不高易切削加工,模具中常用来做模板,梢子,导柱等,但须热处理。

45＃钢广泛用于机械制造，这种钢的机械性能很好。

但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好，45号钢可以淬硬至HRC42~46。

所以如果需要表面硬度，又希望发挥45＃钢优越的机械性能，常将45＃钢表面渗碳淬火，这样就能得到需要的表面硬度。

1.45钢淬火后没有回火之前，硬度大于HRC55（最高可达HRC62）为合格。

实际应用的最高硬度为HRC55（高频淬火HRC58）。

2.45钢不要采用渗碳淬火的热处理工艺。

调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。

但表面硬度较低，不耐磨。

可用调质＋表面淬火提高零件表面硬度。

渗碳处理一般用于表面耐磨、芯部耐冲击的重载零件，其耐磨性比调质＋表面淬火高。

其表面含碳量0.8－－1.2％，芯部一般在0.1－－0.25％（特殊情况下采用0.35％）。

经热处理后，表面可以获得很高的硬度（HRC58－－62），芯部硬度低，耐冲击。

如果用45钢渗碳，淬火后芯部会出现硬脆的马氏体，失去渗碳处理的优点。

现在采用渗碳工艺的材料，含碳量都不高，到0.30％芯部强度已经可以达到很高，应用上不多见。

0.35％从来没见过实例，只在教科书里有介绍。

可以采用调质＋高频表面淬火的工艺，耐磨性较渗碳略差。

GB/T699-1999标准规定的45钢推荐热处理制度为850℃正火、840℃淬火、600℃回火，达到的性能为屈服强度≥355MPa优质碳素钢

牌号:

45

化学成分质量分数%|C:

0.42～0.50

化学成分质量分数%|Si:

0.17～0.37

化学成分质量分数%|Mn:

0.50～0.80

化学成分质量分数%|Cr≤:

0.25

化学成分质量分数%|Ni≤:

0.30

化学成分质量分数%|Cu≤:

0.25

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金属热处理工艺百科名片

金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热、保温、冷却，通过改变金属材料表面或内部的组织结构来控制其性能的工艺方法。

金属组织

慨述

钢的氮化（气体氮化）

回火的种类及应用

气氛与金属的化学反应

铍青铜的热处理

热处理应力及其影响

热处理工艺学

书籍简介

钢的分类

金属材料的机械性能

热处理的理化特性

发展历史

热处理工艺过程

热处理的分类

金属热处理工艺学

绪论金属组织

慨述

钢的氮化（气体氮化）

回火的种类及应用

气氛与金属的化学反应

铍青铜的热处理

热处理应力及其影响

热处理工艺学

书籍简介钢的分类金属材料的机械性能热处理的理化特性发展历史热处理工艺过程热处理的分类金属热处理工艺学绪论展开编辑本段金属组织

　　金属：

具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。

金属内部原子具有规律性排列的固体（即晶体）。

　　合金：

一种金属元素与另外一种或几种元素，通过熔化或其他方法结合而成的具有金属特性的物质。

　　相：

合金中同一化学成分、同一聚集状态，并以界面相互分开的各个均匀组成部分。

　　固溶体：

是一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。

　　固溶强化：

由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。

　　金属化合物：

合金的组元间以一定比例发生相互作用儿生成的一种新相，通常能以化学式表示其组成。

　　机械混合物：

由两种相或两种以上的相机械的混合在一起而得到的多相集合体。

　　铁素体：

碳在a-Fe（体心立方结构的铁）中的间隙固溶体。

　　奥氏体：

碳在g-Fe（面心立方结构的铁）中的间隙固溶体。

　　渗碳体：

碳和铁形成的稳定化合物（Fe3c）。

　　珠光体：

铁素体和渗碳体组成的机械混合物（F+Fe3c含碳0.77%）　　高温莱氏体：

渗碳体和奥氏体组成的机械混合物（含碳4.3%）

编辑本段慨述

　　金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺方法。

　　金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其它加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。

其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。

　　为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。

钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。

另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

　　在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。

早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。

白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。

　　公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。

中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说明是经过淬火的。

　　随着淬火技术的发展，人们逐渐发现冷剂对淬火质量的影响。

三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。

这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油和尿的冷却能力。

中国出土的西汉（公元前206～公元24）中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺。

但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。

　　1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。

法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论，以及英国人奥斯汀最早制定的铁碳相图，为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。

与此同时，人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法，以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。

　　1850～1880年，对于应用各种气体（如氢气、煤气、一氧化碳等）进行保护加热曾有一系列专利。

1889～1890年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的专利。

　　二十世纪以来，金属物理的发展和其它新技术的移植应用，使金属热处理工艺得到更大发展。

一个显著的进展是1901～1925年，在工业生产中应用转筒炉进行气体渗碳；30年代出现露点电位差计,使炉内气氛的碳势达到可控，以后又研究出用二氧化碳红外仪、氧探头等进一步控制炉内气氛碳势的方法；60年代，热处理技术运用了等离子场的作用，发展了离子渗氮、渗碳工艺；激光、电子束技术的应用，又使金属获得了新的表面热处理和化学热处理方法。

编辑本段钢的氮化（气体氮化）

　　概念：

氮化是向钢的表面层渗入氮原子的过程，其目的是提高表面硬度和耐磨性，以及提高疲劳强度和抗腐蚀性。

　　它是利用氨气在加热时分解出活性氮原子，被钢吸收后在其表面形成氮化层，同时向心部扩散。

　　氮化通常利用专门设备或井式渗碳炉来进行。

适用于各种高速传动精密齿轮、机床主轴（如镗杆、磨床主轴），高速柴油机曲轴、阀门等。

　　氮化工件工艺路线：

锻造－退火－粗加工－调质－精加工－除应力－粗磨－氮化－精磨或研磨。

　　由于氮化层薄，并且较脆，因此要求有较高强度的心部组织，所以要先进行调质热处理，获得回火索氏体，提高心部机械性能和氮化层质量。

　　钢在氮化后，不再需要进行淬火便具有很高的表面硬度及耐磨性。

　　氮化处理温度低，变形很小，它与渗碳、感应表面淬火相比，变形小得多　　

（2）.钢的碳氮共渗：

碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程，习惯上碳氮共渗又称作氰化。

目前以中温气体碳氮共渗和低温气体氮碳共渗（即气体软氮化）应用较是广。

中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度，低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。

　　10.调质处理quenchingandtempering：

一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。

调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。

调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织为优。

它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。

　　11．钎焊：

用钎料将两种工件粘合在一起的热处理工艺

编辑本段回火的种类及应用

　　根据工件性能要求的不同，按其回火温度的不同，可将回火分为以下几种：

（一）低温回火（150－250℃）　　低温回火所得组织为回火马氏体。

其目的是在保持淬火钢的高硬度和高耐磨性的前提下，降低其淬火内应力和脆性，以免使用时崩裂或过早损坏。

它主要用于各种高碳的切削刃具，量具，冷冲模具，滚动轴承以及渗碳件等，回火后硬度一般为HRC58－64。

（二）中温回火（350－500℃）　　中温回火所得组织为回火屈氏体。

其目的是获得高的屈服强度，弹性极限和较高的韧性。

因此，（它主要用于各种弹簧和热作模具的处理，回火后硬度一般为HRC35－50。

　　（三）高温回火（500－650℃）　　高温回火所得组织为回火索氏体。

习惯上将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理，其目的是获得强度，硬度和塑性，韧性都较好的综合机械性能。

因此，广泛用于汽车，拖拉机，机床等的重要结构零件，如连杆，螺栓，齿轮及轴类。

回火后硬度一般为HB200－330。

编辑本段气氛与金属的化学反应

（一）．气氛与钢铁的化学反应　　1.氧化　　2Fe＋O2→2FeO　　Fe＋H2O→FeO＋H2　　FeC＋CO2→Fe＋2CO　　2.还原　　FeO＋H2→Fe＋H2OFeO＋CO→Fe＋O2　　3.渗碳　　2CO→［C］＋CO2　　CH4→［C］＋2H2　　Fe＋［C］→FeC　　4.渗氮　　2NH3→2［N］＋3H2　　Fe＋［N］→FeN　　

（二）．各种气氛对金属的作用　　氮气：

在≥1000℃时会与Cr,CO,Al.Ti反应　　氢气：

可使铜，镍，铁，钨还原。

当氢气中的水含量达到百分之0.2—0.3时，会使钢脱碳　　水：

≥800℃时，使铁、钢氧化脱碳，与铜不反应　　一氧化碳：

其还原性与氢气相似，可使钢渗碳　　（三）．各类气氛对电阻组件的影响　　镍铬丝，铁铬铝：

含硫气氛对电阻丝有害

编辑本段铍青铜的热处理

　　铍青铜是一种用途极广的沉淀硬化型合金。

经固溶及时效处理后，强度可达1250-1500MPa（1250-1500公斤）。

其热处理特点是：

固溶处理后具有良好的塑性，可进行冷加工变形。

但再进行时效处理后，却具有极好的弹性极限，同时硬度、强度也得到提高。

　　1、铍青铜的固溶处理　　一般固溶处理的加热温度在780-820℃之间，对用作弹性组件的材料，采用760-780℃，主要是防止晶粒粗大影响强度。

固溶处理炉温均匀度应严格控制在±5℃。

保温时间一般可按1小时/25mm计算，铍青铜在空气或氧化性气氛中进行固溶加热处理时，表面会形成氧化膜。

虽然对时效强化后的力学性能影响不大，但会影响其冷加工时工模具的使用寿命。

为避免氧化应在真空炉或氨分解、惰性气体、还原性气氛（如氢气、一氧化碳等）中加热，从而获得光亮的热处理效果。

此外，还要注意尽量缩短转移时间（此淬水时），否则会影响时效后的机械性能。

薄形材料不得超过3秒,一般零件不超过5秒。

淬火介质一般采用水（无加热的要求），当然形状复杂的零件为了避免变形也可采用油。

　　2、铍青铜的时效处理　　铍青铜的时效温度与Be的含量有关，含Be小于2.1%的合金均宜进行时效处理。

对于Be大于1.7%的合金，最佳时效温度为300-330℃，保温时间1-3小时（根据零件形状及厚度）。

Be低于0.5%的高导电性电极合金，由于熔点升高，最佳时效温度为450-480℃，保温时间1-3小时。

近年来还发展出了双级和多级时效，即先在高温短时时效，而后在低温下长时间保温时效，这样做的优点是性能提高但变形量减小。

为了提高铍青铜时效后的尺寸精度，可采用夹具夹持进行时效，有时还可采用两段分开时效处理。

　　3、铍青铜的去应力处理　　铍青铜去应力退火温度为150-200℃，保温时间1-1.5小时，可用于消除因金属切削加工、校直处理、冷成形等产生的残余应力，稳定零件在长期使用时的形状及尺寸精度。

编辑本段热处理应力及其影响

　　热处理残余力是指工件经热处理后最终残存下来的应力,对工件的形状,尺寸和性能都有极为重要的影响。

当它超过材料的屈服强度时,便引起工件的变形,超过材料的强度极限时就会使工件开裂,这是它有害的一面,应当减少和消除。

但在一定条件下控制应力使之合理分布,就可以提高零件的机械性能和使用寿命,变有害为有利。

分析钢在热处理过程中应力的分布和变化规律,使之合理分布对提高产品质量有着深远的实际意义。

例如关于表层残余压应力的合理分布对零件使用寿命的影响问题已经引起了人们的广泛重视。

（一）、钢的热处理应力　　工件在加热和冷却过程中,由于表层和心部的冷却速度和时间的不一致,形成温差，就会导致体积膨胀和收缩不均而产生应力,即热应力。

在热应力的作用下,由于表层开始温度低于心部,收缩也大于心部而使心部受拉,当冷却结束时，由于心部最后冷却体积收缩不能自由进行而使表层受压心部受拉。

即在热应力的作用下最终使工件表层受压而心部受拉。

这种现象受到冷却速度,材料成分和热处理工艺等因素的影响。

当冷却速度愈快,含碳量和合金成分愈高,冷却过程中在热应力作用下产生的不均匀塑性变形愈大,最后形成的残余应力就愈大。

另一方面钢在热处理过程中由于组织的变化即奥氏体向马氏体转变时,因比容的增大会伴随工件体积的膨胀,工件各部位先后相变，造成体积长大不一致而产生组织应力。

组织应力变化的最终结果是表层受拉应力,心部受压应力,恰好与热应力相反。

组织应力的大小与工件在马氏体相变区的冷却速度,形状，材料的化学成分等因素有关。

　　实践证明,任何工件在热处理过程中,只要有相变,热应力和组织应力都会发生。

只不过热应力在组织转变以前就已经产生了，而组织应力则是在组织转变过程中产生的,在整个冷却过程中,热应力与组织应力综合作用的结果,就是工件中实际存在的应力。

这两种应力综合作用的结果是十分复杂的,受着许多因素的影响,如成分、形状、热处理工艺等。

就其发展过程来说只有两种类型,即热应力和组织应力,作用方向相反时二者抵消,作用方向相同时二者相互迭加。

不管是相互抵消还是相互迭加,两个应力应有一个占主导因素,热应力占主导地位时的作用结果是工件心部受拉,表面受压。

组织应力占主导地位时的作用结果是工件心部受压表面受拉。

（二）、热处理应力对淬火裂纹的影响　　存在于淬火件不同部位上能引起应力集中的因素（包括冶金缺陷在内）,对淬火裂纹的产生都有促进作用,但只有在拉应力场内（尤其是在最大拉应力下）才会表现出来,若在压应力场内并无促裂作用。

　　淬火冷却速度是一个能影响淬火质量并决定残余应力的重要因素,也是一个能对淬火裂纹赋于重要乃至决定性影响的因素。

为了达到淬火的目的，通常必须加速零件在高温段内的冷却速度,并使之超过钢的临界淬火冷却速度才能得到马氏体组织。

就残余应力而论,这样做由于能增加抵消组织应力作用的热应力值,故能减少工件表面上的拉应力而达到抑制纵裂的目的。

其效果将随高温冷却速度的加快而增大。

而且,在能淬透的情况下,截面尺寸越大的工件,虽然实际冷却速度更缓,开裂的危险性却反而愈大。

这一切都是由于这类钢的热应力随尺寸的增大实际冷却速度减慢,热应力减小,组织应力随尺寸的增大而增加,最后形成以组织应力为主的拉应力作用在工件表面的作用特点造成的。

并与冷却愈慢应力愈小的传统观念大相径庭。

对这类钢件而言,在正常条件下淬火的高淬透性钢件中只能形成纵裂。

避免淬裂的可靠原则是设法尽量减小截面内外马氏体转变的不等时性。

仅仅实行马氏体转变区内的缓冷却不足以预防纵裂的形成。

一般情况下只能产生在非淬透性件中的裂纹,虽以整体快速冷却为必要的形成条件，可是它的真正形成原因,却不在快速冷却（包括马氏体转变区内）本身,而是淬火件局部位置（由几何结构决定）,在高温临界温度区内的冷却速度显著减缓,因而没有淬硬所致。

产生在大型非淬透性件中的横断和纵劈,是由以热应力为主要成份的残余拉应力作用在淬火件中心,而在淬火件末淬硬的截面中心处,首先形成裂纹并由内往外扩展而造成的。

为了避免这类裂纹产生，往往使用水--油双液淬火工艺。

在此工艺中实施高温段内的快速冷却,目的仅仅在于确保外层金属得到马氏体组织,而从内应力的角度来看,这时快冷有害无益。

其次,冷却后期缓冷的目的,主要不是为了降低马氏体相变的膨胀速度和组织应力值,而在于尽量减小截面温差和截面中心部位金属的收缩速度,从而达到减小应力值和最终抑制淬裂的目的。

编辑本段热处理工艺学

　　书名:

热处理工艺学　　作　者：

潘健生　　出版社：

高等教育出版社　　出版时间：

2009年01月　　ISBN:

9787040224207　　开本：

16开　　定价:

80元

编辑本段书籍简介

　　《金属热处理工艺学》经审定为工科高等学校金属材料与热处理专业教材。

内容包括金属加热、退火、正火、淬火、回火、表面淬火、化学热处理及热处理工艺设计等有关金属热处理的工艺原理。

　　《金属热处理工艺学》结合金属热处理及化学热处理近年来的成就，着重在工艺原理上进行了阐述，并对热处理及化学热处理的发展趋势在理论上进行了分析；介绍了真空热处理，可控气氛热处理，形变热处理，激光、电子束表面淬火，真空渗碳，等离子化学热处理及复合热处理等新工艺；最后阐述了热处理工艺与设计及其他加工工艺间的关系，并结合实例介绍了热处理工艺设计的基本方法及最优化工艺设计的概念。

编辑本段钢的分类

　　钢是以铁、碳为主要成分的合金，它的含碳量一般小于2.11%。

钢是经济建设中极为重要的金属材料。

钢按化学成分分为碳素钢（简称碳钢）与合金钢两大类。

碳钢是由生铁冶炼获得的合金，除铁、碳为其主要成分外，还含有少量的锰、硅、硫、磷等杂质。

碳钢具有一定的机械性能，又有良好的工艺性能，且价格低廉。

因此，碳钢获得了广泛的应用。

但随着现代工业与科学技术的迅速发展，碳钢的性能已不能完全满足需要，于是人们研制了各种合金钢。

合金钢是在碳钢基础上，有目的地加入某些元素（称为合金元素）而得到的多元合金。

与碳钢比，合金钢的性能有显著的提高，故应用日益广泛。

　　由于钢材品种繁多，为了便于生产、保管、选用与研究，必须对钢材加以分类。

按钢材的用途、化学成分、质量的不同，可将钢分为许多类：

（一）．按用途分类　　按钢材的用途可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢三大类。

　　1.结构钢：

（1）.用作各种机器零件的钢。

它包括渗碳钢、调质钢、弹簧钢及滚动轴承钢。

（2）．用作工程结构的钢。

它包括碳素钢中的甲、乙、特类钢及普通低合金钢。

　　2.工具钢：

用来制造各种工具的钢。

根据工具用途不同可分为刃具钢、模具钢与量具钢。

　　3.特殊性能钢：

是具有特殊物理化学性能的钢。

可分为不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢等。

（二）．按化学成分分类　　按钢材的化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类。

　　碳素钢：

按含碳量又可分为低碳钢（含碳量≤0.25%）；中碳钢（0.25%＜含碳量＜0.6%）；高碳钢（含碳量≥0.6%）。

　　合金钢：

按合金元素含量又可分为低合金钢（合金元素总含量≤5%）；中合金钢（合金元素总含量=5%--10%）；高合金钢（合金元素总含量＞10%）。

此外，根据钢中所含主要合金元素种类不同，也可分为锰钢、铬钢、铬镍钢、铬锰钛钢等。

　　（三）．按质量分类　　按钢材中有害杂质磷、硫的含量可分为普通钢（含磷量≤0.045%、含硫量≤0.055%；或磷、硫含量均≤0.050%）；优质钢（磷、硫含量含硫量≤0.030%）。

　　此外，还有按冶炼炉的种类，将钢分为平炉钢（酸性平炉、碱性平炉），空气转炉钢（酸性转炉、碱性转炉、氧气顶吹转炉钢）与电炉钢。

按冶炼时脱氧程度，将钢分为沸腾钢（脱氧不完全），镇静钢（脱氧比较完全）及半镇静钢。

　　钢厂在给钢的产品命名时，往往将用途、成分、质量这三种分类方法结合起来。

如将钢称为普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、高级优质碳素工具钢、合金结构钢、合金工具钢等。

均≤0.040%）；高级优质钢（含磷量≤0.035%、

编辑本段金属材料的机械性能

　　金属材料的性能一般分为工艺性能和使用性能两类。

所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。

金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。

由于加工条件不同，要求的工艺性能也就不同，如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。

所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性能，它包括机械性能、物理性能、化学性能等。

金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。

编辑本段热处理的理化特性

　　金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其它加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。

其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。

　　为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。

钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。

另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

编辑本段发展历史

　　在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。

早在商代，就已经有了再结晶退火的金箔饰物。

公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。

白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。

　　公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。

中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说明是经过淬火的。

　　随着淬火技术的发展，人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。

三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。

这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油和尿的冷却能力。

中国出土的西汉（公元前206～公元24）中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺。

但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。

　　1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。

法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论，以及英国人奥斯汀最早制定的铁碳相图