金屬熱處理是將金屬或合金工件放在一定的介質(zhì)中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時(shí)間后，又以不同速度，在不同的介質(zhì)中冷卻，從而改變金屬材料表面或內(nèi)部的顯微組織結(jié)構(gòu)來控制其性能的一種工藝。

金屬熱處理是機(jī)械制造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學(xué)成分，而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學(xué)成分，賦予或改善工件的使用性能。

其特點(diǎn)是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量。所以，它是機(jī)械制造中的特殊工藝過程，是機(jī)械零件和工模具制造過程中的重要工序之一。

它可以保證和提高工件的各種性能 ，如耐磨、耐腐蝕等。還可以改善毛坯的組織和應(yīng)力狀態(tài)，以利于進(jìn)行各種冷、熱加工。例如白口鑄鐵經(jīng)過長時(shí)間退火處理可以獲得可鍛鑄鐵，提高塑性；齒輪采用正確的熱處理工藝，使用壽命可以比不經(jīng)熱處理的齒輪成倍或幾十倍地提高；另外，價(jià)廉的碳鋼通過滲入某些合金元素就具有某些價(jià)昂的合金鋼性能，可以代替某些耐熱鋼、不銹鋼；工模具則幾乎全部需要經(jīng)過熱處理方可使用。

金屬顯微金相組織復(fù)雜，而且在不同的條件下金相會(huì)不同。金相不同，性能就會(huì)不同。而且金相組織可以通過熱處理進(jìn)行改變和控制。鋼鐵是機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用最廣的材料，鋼鐵的熱處理也是金屬熱處理的主要內(nèi)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(xué)、物理和化學(xué)性能，以獲得不同的使用性能。下圖是鋼鐵主要的幾種金相組織（將鋼材取樣，經(jīng)過打磨、拋光，最后用特定的腐蝕劑腐蝕顯示后，在金相顯微鏡下觀察到的組織）。