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表面熱處理是只加熱工件表層，以改變其表層力學性能的金屬熱處理工藝。為了只加熱工件表層而不使過多的熱量傳入工件內部，使用的熱源須具有高的能量密度，即在單位面積的工件上給予較大的熱能，使工件表層或局部能短時或瞬時達到高溫。表面熱處理的主要方法有火焰淬火和感應加熱熱處理，常用的熱源有氧yi炔或氧丙烷等火焰、感應電流、激光和電子束等。


化學熱處理是通過改變工件表層化學成分、組織和性能的金屬熱處理工藝?；瘜W熱處理與表面熱處理不同之處是后者改變了工件表層的化學成分。化學熱處理是將工件放在含碳、氮或其它合金元素的介質(氣體、液體、固體)中加熱，保溫較長時間，從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素。滲入元素后，有時還要進行其它熱處理工藝如淬火及回火?；瘜W熱處理的主要方法有滲碳、滲氮、滲金屬。


金屬工件是加工中心常加工的零件。為了使金屬工件具有所需的機械性能，物理性能和化學性質，除了合理選擇材料和各種成型工藝外，熱處理工藝通常也是必不可少的。鋼是機械工業中使用廣泛的材料。鋼的微觀結構復雜，可通過熱處理控制。因此，鋼的熱處理是金屬熱處理的主要內容。此外，還可以通過熱處理改性鋁，銅，鎂，鈦等，以獲得不同的機械性能，物理性質和化學性質。