化学热处理是通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺。化学热处理与表面热处理不同之处是后者改变了工件表层的化学成分。化学热处理是将工件放在含碳、氮或其它合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热，保温较长时间，从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。渗入元素后，有时还要进行其它热处理工艺如淬火及回火。化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属。
热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，其中加热是为了让珠光体向奥氏体转变，渗碳热处理加工厂家，保温是完全奥氏体化，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度，因冷却速度不同而分别转变为珠光体、贝氏体、马氏体或混合组织。通常淬火时希望得到马氏体，渗碳热处理加工，淬火之后进行回火时根据回火温度的不同分别得到回火马氏体（低溫）、托氏体（屈氏体，中溫）、索氏体（高温）。基本反映了共析钢在不同温度下转变需要的孕育时间和转变完成时间及其转变产物。
冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，渗碳热处理加工厂，主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度慢，正火的冷却速度较快，渗碳热处理，淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。
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