金屬(金屬材料的基本知識)
1.金屬材料的基本知識
金屬材料的性能一般分為工藝性能和使用性能兩類。所謂工藝性能是指機械零件在加工制造過程中，金屬材料在所定的冷/熱加工條件下表現(xiàn)出來的性能。
所謂使用性能是指機械零件在使用條件下，金屬材料表現(xiàn)出來的性能，它包括機械性能、物理性能、化學性能等。金屬材料使用性能的好壞，決定了它的使用范圍與使用壽命。在機械制造業(yè)中，一般機械零件都是在常溫，常壓和非強烈腐蝕性介質中使用的，且在使用過程中各機械零件都將承受不同載荷的作用。金屬材料在載荷作用下抵抗破壞的性能，稱為機械性能（或稱為力學性能）。 所謂工藝性能是指機械零件在加工制造過程中，金屬材料在所定的冷/熱加工條件下表現(xiàn)出來的性能。金屬材料工藝性能的好壞，決定了它在制造過程中加工成形的適應能力。由于加工條件不同，要求的工藝性能也就不同，如鑄造性能、可焊性、可鍛性、熱處理性能、切削加工性等。
1 鑄造性 金屬材料能用鑄造方法獲得合格鑄件的能力稱為鑄造性。鑄造性包括流動性、收縮性和偏析傾向等。流動性是指液態(tài)金屬充滿鑄模的能力，流動性愈好，愈易鑄造細薄精致的鑄件。收縮性是指鑄件凝固時體積收縮的程度，收縮愈小，鑄件凝固時變形愈小。 偏析是指化學成分不均勻，偏析愈嚴重，鑄件各部位的性能愈不均勻，鑄件的可靠性愈小。
2 切削加工性 金屬材料的切削加工性系指金屬接受切削加工的能力，也是指金屬經過切削加工而成為合乎要求的工件的難易程度。 通?？梢郧邢骱蠊ぷ鞅砻娴拇植诔潭?、切削速度和刀具磨損程度來評價金屬的切削加工性。
3 焊接性 焊接性是指金屬在特定結構和工藝條件下通過常用焊接方法獲得預期質量要求的焊接接頭的性能。它包括兩個方面的內容：一是結合性能，即在一定的焊接工藝條件下，一定的金屬形成焊接缺陷的敏感性，二是使用性能，即在一定的焊接工藝條件下，一定的金屬焊接接頭對使用要求的適用性。 焊接性一般根據(jù)焊接時產生的裂紋敏感性和焊縫區(qū)力學性能的變化來判斷。 點擊下列鏈接，了解更多焊接知識！ 一張圖看懂金屬材料焊接（上）——焊接基礎 一張圖看懂金屬材料焊接（下）——焊接材料型號 焊接材料選用表，千萬別錯過，必須收藏！ 最先進的焊接技術工藝匯總 新型焊接技術，前景不可限量
4 可鍛性 可鍛性是材料在承受錘鍛、軋制、拉拔、擠壓等加工工藝時會改變形狀而不產生裂紋的性能。 它實際上是金屬塑性好壞的一種表現(xiàn)，金屬材料塑性越高，變形抗力就越小，則可鍛性就越好。 可鍛性好壞主要決定于金屬的化學成分、顯微組織、變形溫度、變形速度及應力狀態(tài)等因素。
5 沖壓性 沖壓性是指金屬經過沖壓變形而不發(fā)生裂紋等缺陷的性能。許多金屬產品的制造都要經過沖壓工藝，如汽車殼體、搪瓷制品坯料及鍋、盆、孟、壺等日用品。 為保證制品的質量和工藝的順利進行，用于沖壓的金屬板、帶等必須具有合格的沖壓性能。
6 頂鍛性 頂鍛性是指金屬材料承受打鉚、徽頭等的頂鍛變形的性能。金屬的頂鍛性，是用頂鍛試驗測定的。
7 冷彎性 金屬材料在常溫下能承受彎曲而不破裂的性能，稱為冷彎性。 出現(xiàn)裂紋前能承受的彎曲程度（彎曲程度一般用彎曲角度α（外角）或彎心直徑d對材料厚度a的比值表示，a愈大或d/a愈?。┯?，則材料的冷彎性能愈好。
8 熱處理工藝性 熱處理是指金屬或合金在固態(tài)范圍內，通過一定的加熱、保溫和冷卻方法，以改變金屬或合金的內部組織，而得到所需性能的一種工藝操作。 熱處理工藝性就是指金屬經過熱處理后其組織和性能改變的能力，包括淬硬性、淬透性、回火脆性等。
2.金屬材料的基本知識
金屬元素或以金屬元素為主構成的具有金屬特性的材料的統(tǒng)稱。
包括純金屬、合金、金屬材料金屬間化合物和特種金屬材料等。 （注：金屬氧化物（如氧化鋁）不屬于金屬材料）意義：人類文明的發(fā)展和社會的進步同金屬材料關系十分密切。
繼石器時代之后出現(xiàn)的銅器時代、鐵器時代，均以金屬材料的應用為其時代的顯著標志。現(xiàn)代，種類繁多的金屬材料已成為人類社會發(fā)展的重要物質基礎。
種類：金屬材料通常分為黑色金屬、有色金屬和特種金屬材料。①黑色金屬又稱鋼鐵材料，包括含鐵90%以上的工業(yè)純鐵，含碳 2%~4%的鑄鐵，含碳小于 2%的碳鋼，以及各種用途的結構鋼、不銹鋼、耐熱鋼、高溫合金 不銹鋼、精密合金等。
廣義的黑色金屬還包括鉻、錳及其合金。②有色金屬是指除鐵、鉻、錳以外的所有金屬及其合金，通常分為輕金屬、重金屬、貴金屬、半金屬、稀有金屬和稀土金屬等。
有色合金的強度和硬度一般比純金屬高，并且電阻大、電阻溫度系數(shù)小。③特種金屬材料包括不同用途的結構金屬材料和功能金屬材料。
其中有通過快速冷凝工藝獲得的非晶態(tài)金屬材料，以及準晶、微晶、納米晶金屬材料等；還有隱身、抗氫、超導、形狀記憶、耐磨、減振阻尼等特殊功能合金，以及金屬基復合材料等。 性能：一般分為工藝性能和使用性能兩類。
所謂工藝性能是指機械零件在加工制造過程中，金屬材料在所定的冷、熱加工條件下表現(xiàn)出來的性能。金屬材料工藝性能的好壞，決定了它在制造過程中加工成形的適應能力。
由于加工條件不同，要求的工藝性能也就不同，如鑄造性能、可焊性、可鍛性、熱處理性能、切削加工性等。所謂使用性能是指機械零件在使用條件下，金屬材料表現(xiàn)出來的性能，它包括力學性能、物理性能、化學性能等。
金屬材料使用性能的好壞，決定了它的使用范圍與使用壽命。在機械制造業(yè)中，一般機械零件都是在常溫、常壓和非常強烈腐蝕性介質中使用的，且在使用過程中各機械零件都將承受不同載荷的作用。
金屬材料在載荷作用下抵抗破壞的性能，稱為力學性能（過去也稱為機械性能）。金屬材料的力學性能是零件的設計和選材時的主要依據(jù)。
外加載荷性質不同（例如拉伸、壓縮、扭轉、沖擊、循環(huán)載荷等），對金屬材料要求的力學性能也將不同。常用的力學性能包括：強度、塑性、硬度、沖擊韌性、多次沖擊抗力和疲勞極限等。
3.金屬材料的基本知識
金屬材料的性能一般分為工藝性能和使用性能兩類。
所謂工藝性能是指機械零件在加工制造過程中，金屬材料在所定的冷/熱加工條件下表現(xiàn)出來的性能。所謂使用性能是指機械零件在使用條件下，金屬材料表現(xiàn)出來的性能，它包括機械性能、物理性能、化學性能等。
金屬材料使用性能的好壞，決定了它的使用范圍與使用壽命。在機械制造業(yè)中，一般機械零件都是在常溫，常壓和非強烈腐蝕性介質中使用的，且在使用過程中各機械零件都將承受不同載荷的作用。
金屬材料在載荷作用下抵抗破壞的性能，稱為機械性能（或稱為力學性能）。 所謂工藝性能是指機械零件在加工制造過程中，金屬材料在所定的冷/熱加工條件下表現(xiàn)出來的性能。
金屬材料工藝性能的好壞，決定了它在制造過程中加工成形的適應能力。由于加工條件不同，要求的工藝性能也就不同，如鑄造性能、可焊性、可鍛性、熱處理性能、切削加工性等。
1 鑄造性 金屬材料能用鑄造方法獲得合格鑄件的能力稱為鑄造性。鑄造性包括流動性、收縮性和偏析傾向等。
流動性是指液態(tài)金屬充滿鑄模的能力，流動性愈好，愈易鑄造細薄精致的鑄件。收縮性是指鑄件凝固時體積收縮的程度，收縮愈小，鑄件凝固時變形愈小。
偏析是指化學成分不均勻，偏析愈嚴重，鑄件各部位的性能愈不均勻，鑄件的可靠性愈小。 2 切削加工性 金屬材料的切削加工性系指金屬接受切削加工的能力，也是指金屬經過切削加工而成為合乎要求的工件的難易程度。
通?？梢郧邢骱蠊ぷ鞅砻娴拇植诔潭?、切削速度和刀具磨損程度來評價金屬的切削加工性。 3 焊接性 焊接性是指金屬在特定結構和工藝條件下通過常用焊接方法獲得預期質量要求的焊接接頭的性能。
它包括兩個方面的內容：一是結合性能，即在一定的焊接工藝條件下，一定的金屬形成焊接缺陷的敏感性，二是使用性能，即在一定的焊接工藝條件下，一定的金屬焊接接頭對使用要求的適用性。 焊接性一般根據(jù)焊接時產生的裂紋敏感性和焊縫區(qū)力學性能的變化來判斷。
點擊下列鏈接，了解更多焊接知識！ 一張圖看懂金屬材料焊接（上）——焊接基礎 一張圖看懂金屬材料焊接（下）——焊接材料型號 焊接材料選用表，千萬別錯過，必須收藏！ 最先進的焊接技術工藝匯總 新型焊接技術，前景不可限量 4 可鍛性 可鍛性是材料在承受錘鍛、軋制、拉拔、擠壓等加工工藝時會改變形狀而不產生裂紋的性能。 它實際上是金屬塑性好壞的一種表現(xiàn)，金屬材料塑性越高，變形抗力就越小，則可鍛性就越好。
可鍛性好壞主要決定于金屬的化學成分、顯微組織、變形溫度、變形速度及應力狀態(tài)等因素。 5 沖壓性 沖壓性是指金屬經過沖壓變形而不發(fā)生裂紋等缺陷的性能。
許多金屬產品的制造都要經過沖壓工藝，如汽車殼體、搪瓷制品坯料及鍋、盆、孟、壺等日用品。 為保證制品的質量和工藝的順利進行，用于沖壓的金屬板、帶等必須具有合格的沖壓性能。
6 頂鍛性 頂鍛性是指金屬材料承受打鉚、徽頭等的頂鍛變形的性能。金屬的頂鍛性，是用頂鍛試驗測定的。
7 冷彎性 金屬材料在常溫下能承受彎曲而不破裂的性能，稱為冷彎性。 出現(xiàn)裂紋前能承受的彎曲程度（彎曲程度一般用彎曲角度α（外角）或彎心直徑d對材料厚度a的比值表示，a愈大或d/a愈小）愈大，則材料的冷彎性能愈好。
8 熱處理工藝性 熱處理是指金屬或合金在固態(tài)范圍內，通過一定的加熱、保溫和冷卻方法，以改變金屬或合金的內部組織，而得到所需性能的一種工藝操作。 熱處理工藝性就是指金屬經過熱處理后其組織和性能改變的能力，包括淬硬性、淬透性、回火脆性等。
4.金屬熱處理基礎知識
金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時間后，又以不同速度在不同的介質中冷卻，通過改變金屬材料表面或內部的顯微組織結構來控制其性能的一種工藝。
熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程，有時只有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接，不可間斷。
加熱
加熱是熱處理的重要工序之一。金屬熱處理的加熱方法很多，最早是采用木炭和煤作為熱源，進而應用液體和氣體燃料。電的應用使加熱易于控制，且無環(huán)境污染。利用這些熱源可以直接加熱，也可以通過熔融的鹽或金屬，以至浮動粒子進行間接加熱。
金屬加熱時，工件暴露在空氣中，常常發(fā)生氧化、脫碳（即鋼鐵零件表面碳含量降低），這對于熱處理后零件的表面性能有很不利的影響。因而金屬通常應在可控氣氛或保護氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱，也可用涂料或包裝方法進行保護加熱。
加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數(shù)之一，選擇和控制加熱溫度 ，是保證熱處理質量的主要問題。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理目的不同而異，但一般都是加熱到某特性轉變溫度以
上，以獲得高溫組織。另外轉變需要一定的時間，因此當金屬工件表面達到要求的加熱溫度時，還須在此溫度保持一定時間，使內外溫度一致，
使顯微組織轉變完全，這段時間稱為保溫時間。采用高能密度加熱和表面熱處理時，加熱速度極快，一般就沒有保溫時間，而化學熱處理的保溫時間往往較長。冷卻
冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求，例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進行淬硬。
5.6.2金屬與礦物冶煉基礎知識
1、1.自然界中有以_____金屬_____存在的礦物 例如：___金礦_____.
多數(shù)金屬都是以_________化合物形式____存在于礦物中____________.
2.一氧化碳還原氧化鐵實驗：
1）實驗開始時應先___通一氧化碳__再____加熱____，目的是____趕走試管中的空氣________.
2） 實驗結束時應先_停止加熱_繼續(xù)_通一氧化碳__，目的是_防止生成的鐵被氧化___________.
3） 為何要進行尾氣處理：__一氧化碳有毒__.
4） 該實驗的原理：_3CO+Fe2O3__=3CO2+2Fe___________5） 該實驗的現(xiàn)象___試管中紅色逐漸變成黑色粉___產生氣體通入石灰水后變渾濁。_________.
3.氫氣還原氧化銅的現(xiàn)象：_黑色變紅色___，有水生成__________原理：_H2+CuO=H2O+Cu_______________.
1） 裝有氧化銅的試管口要略向下傾斜_____防止生成的水倒流會試管底部。__________________________.
2） 試管內的氧化銅應如何放置____平鋪在試管底部_______________________________.
3） 通氫氣的導管應插到什么位置？試管底部__為什么？_將試管里的空氣趕盡_________________.
4）堿式碳酸銅受熱分解的現(xiàn)象：_藍色變成黑色，有水生成，產生氣體通入石灰水后變渾濁___原理：__Cu2(OH)2CO3=CO2+H2O+2CuO_______________.
6.鋼材最基礎知識
1、碳素鋼的定義及鋼中五元素 含碳2%以下的鐵碳合金稱為鋼。
碳素鋼中的五元素是指化學成份中的主要組成物，即 C、Si、Mn、S、P（碳、硅、錳、硫、磷）。其次是在煉鋼過程中不可避免地會混入氣體，含O、H、N（氧、氫、氮）。
此外，用鋁—硅脫氧鎮(zhèn)靜工藝中，必然在鋼水中含有 Al，當Als（酸溶鋁）≥0。020%時， 還有細化晶粒的作用。
2、鋼鐵是怎樣煉成的？ 煉鋼的主要任務是按所煉鋼種的質量要求，調整鋼中碳和合金元素含量到規(guī)定范圍之內，并使P、S、H、O、N等雜質的含量降至允 許限量之下。 煉鋼過程實質上是一個氧化過程，爐料中過剩的碳被氧化，燃燒成CO氣體逸出，其它Si、P、Mn 等氧化后進入爐渣中。
S部份進入 煉渣中，部份則生成SO2排出。當鋼水成份和溫度達到工藝要求后，即可出鋼。
為了除去鋼中過剩的氧及調整化學成份，可以添加脫氧劑和鐵合金或合金元素。 3、轉爐煉鋼簡介 從魚雷車運來的鐵水經過脫硫、擋渣等處理后即可倒入轉爐中作為主要爐料，另加10% 以下的廢鋼。
然后，向轉爐內吹氧燃燒，鐵 水中的過量碳被氧化并放出大量熱量，當探頭測得達到預定的低碳含量時，即停止吹氧 并出鋼。一般在鋼包中需進行脫氧及調整成份操作；然后在鋼液表面拋上碳化稻殼防止鋼水被氧化，即可送往連鑄或模鑄工區(qū)。
對要求高的鋼種可增加底吹氬、RH真空處理、噴粉處理（噴SI—CA粉及變性石灰）可以有效降低鋼中的氣體與夾雜，并有進一步降 碳及降硫的作用。在這些爐外精煉措施后還可以最終微調成份，滿足優(yōu)質鋼材的需求。
4、初軋 模鑄鋼錠采取熱裝、熱送新工藝，進入均熱爐加熱，然后通過初軋機及鋼坯連軋機軋成板坯、管坯、小方坯等初軋產品，經過切頭、切尾、表面清理，（火焰清理、打磨）高品質產品則還需對初軋坯進行扒皮和探傷，檢驗合格后入庫。 目前初軋廠的產品有初軋板坯、軋制方坯、氧氣瓶用鋼坯、齒輪用圓管坯、鐵路車輛用車軸坯及塑模用鋼等。
初軋板坯主要供應熱軋廠作為原料；軋制方坯除部份外供，主要送往高速線材軋機作原料。 由于連鑄板坯的先進性，初軋板坯的需求量大為削減，因此轉向上述其它產品了。
5、熱連軋 用連鑄板坯或初軋板坯作原料，經步進式加熱爐加熱，高壓水除鱗后進入粗軋機，粗軋料經切頭、尾、再進入精軋機，實施計算機 控制軋制，終軋后即經過層流冷卻（計算機控制冷卻速率）和卷取機卷取、成為直發(fā)卷。直發(fā)卷的頭、尾往往呈舌狀及魚尾狀，厚度、寬度精度較差，邊部常存在浪形、折邊、塔形等缺陷。
其卷重較重、鋼卷內徑為760mm。（一般制管行業(yè)喜歡使用。）
將直發(fā)卷經切頭、切尾、切邊及多道次的矯直、平整等精整線處理后，再切板或重卷，即成為：熱軋鋼板、平整熱軋鋼卷、縱切帶等產品。 熱軋精整卷若經酸洗去除氧化皮并涂油后即成熱軋酸洗板卷。
該產品有局部替代冷軋板的趨向，價格適中，深受廣大用戶喜愛。 寶鋼新投資的一條熱軋酸洗線正在緊張建設中。
6、冷連軋 用熱軋鋼卷為原料，經酸洗去除氧化皮后進行冷連軋，其成品為軋硬卷，由于連續(xù)冷變形引起的冷作硬化使軋硬卷的強度、硬度上升、韌塑指標下降，因此沖壓性能將惡化，只能用于簡單變形的零件。 軋硬卷可作為熱鍍鋅廠的原料，因為熱鍍鋅機組均設置有退 火線。
軋硬卷重一般在6~13.5噸，鋼卷內徑為610mm。 一般冷連軋板、卷均應經過連續(xù)退火（CAPL機組）或罩式爐退火消除冷作硬化及軋制應力，達到相應標準規(guī)定的力學性能指標。
冷軋鋼板的表面質量、外觀、尺寸精度均優(yōu)于熱軋板，且其產品厚度右軋薄至0.18mm左右，因此深受廣大用戶青睞。 以冷軋鋼卷為基板進行產品的深加工，成為高附加值產品。
如電鍍鋅、熱鍍鋅、耐指紋電鍍鋅、彩涂鋼板卷及減振復合鋼板、PVC 復膜鋼板等，使這些產品具有美觀、高抗腐蝕等優(yōu)良品質，得到了廣泛應用。 冷軋鋼卷經退火后必須進行精整，包括切頭、尾、切邊、矯平、平整、重卷、或縱剪切板等。
冷軋產品廣泛應用于汽車制造、家電 產品、儀表開關、建筑、辦公家具等行業(yè)。鋼板捆包后的每包重量為3~5噸。
平整分卷重一般為3~10噸/卷。鋼卷內徑610mm。
7、鋼的力學性能 7.1拉力試驗 按標準制備的拉力試樣，安裝在拉力試驗機的夾頭內，對試樣緩慢施加單軸向拉伸應力，直至試樣被拉斷為止的試驗稱作拉力試驗。 7.1.1強度 金屬材料在外力作用下，抵抗變形和斷裂的能力叫強度。
強度指標包括：比例極限、彈性極限、屈服強度、抗拉強度等。 7.1.2比例極限 對金屬施加拉力，金屬存在著力與變形成直線比例的階段，而這個階段的最大極限負荷Pp除以試樣的原橫截面積即為比例極限，用 σ P表示。
7.1.3彈性極限 金屬受外力作用發(fā)生了變形，外力去掉后，能完全恢復原來的形狀，這種變形稱為彈性變形。金屬能保持彈性變形的最大應力稱為彈性極限，用σe表示。
7.1.4抗拉強度 試樣拉伸時，在拉斷前所承受的最大負荷除以原橫截面積所得的應力，稱作抗拉強度，用σb表示。當材料所受的外應力大于其抗拉強度時，將會發(fā)生斷裂。
因此σb越高，則表示它能承受愈大的外應。
7.金屬熱處理基礎知識
金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時間后，又以不同速度在不同的介質中冷卻，通過改變金屬材料表面或內部的顯微組織結構來控制其性能的一種工藝。
熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程，有時只有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接，不可間斷。
加熱加熱是熱處理的重要工序之一。金屬熱處理的加熱方法很多，最早是采用木炭和煤作為熱源，進而應用液體和氣體燃料。
電的應用使加熱易于控制，且無環(huán)境污染。利用這些熱源可以直接加熱，也可以通過熔融的鹽或金屬，以至浮動粒子進行間接加熱。
金屬加熱時，工件暴露在空氣中，常常發(fā)生氧化、脫碳（即鋼鐵零件表面碳含量降低），這對于熱處理后零件的表面性能有很不利的影響。因而金屬通常應在可控氣氛或保護氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱，也可用涂料或包裝方法進行保護加熱。
加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數(shù)之一，選擇和控制加熱溫度 ，是保證熱處理質量的主要問題。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理目的不同而異，但一般都是加熱到某特性轉變溫度以上，以獲得高溫組織。
另外轉變需要一定的時間，因此當金屬工件表面達到要求的加熱溫度時，還須在此溫度保持一定時間，使內外溫度一致， 使顯微組織轉變完全，這段時間稱為保溫時間。采用高能密度加熱和表面熱處理時，加熱速度極快，一般就沒有保溫時間，而化學熱處理的保溫時間往往較長。
冷卻冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。
但還因鋼種不同而有不同的要求，例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進行淬硬。
8.金屬材料及熱處理的基本知識是什么
金屬熱處理是機械制造中的重要工藝之一，與其它加工工藝相比，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，或改變工件表面的化學成分，賦予或改善工件的使用性能。
其特點是改善工件的內在質量，而這一般不是肉眼所能看到的。 為使金屬工件具有所需要的力學性能、物理性能和化學性能，除合理選用材料和各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的。
鋼鐵是機械工業(yè)中應用最廣的材料，鋼鐵顯微組織復雜，可以通過熱處理予以控制，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內容。另外，鋁、銅、鎂、鈦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。
在從石器時代進展到銅器時代和鐵器時代的過程中，熱處理的作用逐漸為人們所認識。早在公元前770~前222年，中國人在生產實踐中就已發(fā)現(xiàn)，銅鐵的性能會因溫度和加壓變形的影響而變化。
白口鑄鐵的柔化處理就是制造農具的重要工藝。 公元前六世紀，鋼鐵兵器逐漸被采用，為了提高鋼的硬度，淬火工藝遂得到迅速發(fā)展。
中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(fā)展，人們逐漸發(fā)現(xiàn)淬冷劑對淬火質量的影響。
三國蜀人蒲元曾在今陜西斜谷為諸葛亮打制3000把刀，相傳是派人到成都取水淬火的。這說明中國在古代就注意到不同水質的冷卻能力了，同時也注意了油和尿的冷卻能力。
中國出土的西漢（公元前206~公元24）中山靖王墓中的寶劍，心部含碳量為0。15~0。
4%，而表面含碳量卻達0。6%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(fā)展很慢。 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，內部會發(fā)生組織改變，鋼中高溫時的相在急冷時轉變?yōu)橐环N較硬的相。
法國人奧斯蒙德確立的鐵的同素異構理論，以及英國人奧斯汀最早制定的鐵碳相圖，為現(xiàn)代熱處理工藝初步奠定了理論基礎。與此同時，人們還研究了在金屬熱處理的加熱過程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，對于應用各種氣體（諸如氫氣、煤氣、一氧化碳等）進行保護加熱曾有一系列專利。 1889~1890年英國人萊克獲得多種金屬光亮熱處理的專利。
二十世紀以來，金屬物理的發(fā)展和其它新技術的移植應用，使金屬熱處理工藝得到更大發(fā)展。一個顯著的進展是1901~1925年，在工業(yè)生產中應用轉筒爐進行氣體滲碳；30年代出現(xiàn)露點電位差計，使爐內氣氛的碳勢達到可控，以后又研究出用二氧化碳紅外儀、氧探頭等進一步控制爐內氣氛碳勢的方法60年代，熱處理技術運用了等離子場的作用，發(fā)展了離子滲氮、滲碳工藝；激光、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。
