一、熱處理

      熱處理是一種透過控制材料的加熱 “溫度” 和冷卻“速率”，來改變材料性能的技術。

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?      主要應用在金屬合金材料上面，像是鐵、鋁、銅、鎂、鈦等等。而這些材料的性能，例如軟硬度、韌性、抗腐蝕性、耐磨性或導電性等等，都可以透過熱?處理這項工藝調整。
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?        相信大家多少都有看過刀具的鍛造過程中，把鐵放到爐中加熱到發紅，敲打成型之后再放到液體中進行冷卻，拿出來后再加熱。
?      這并非隨意的加熱、冷卻而已，這些動作就是在進行熱處理的程序。

二、晶體與非晶體

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?      不過為什么只是溫度的改變就能夠改變金屬的特性呢？

?          金屬原子的結合比較特別，我們可以利用熱能來驅動它的排列變化，在不破壞物質狀態的程度下改變它。?

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      ?我們需要先來了解一下金屬這種材料：
?      自然界中大部分的固體都是以整齊而且有規則的方式堆疊而成的晶體，金屬同樣也是；而像玻璃的原子就是隨機排列的，也就是非晶體。

     此時每一個晶體稱為晶粒，每個晶粒之間接觸的邊緣會稱作晶界。

這些晶界能讓原子不容易錯位，所以這種多晶體結構反而會比單純的晶體更加堅固。

如果晶粒越大，那么原子間會比較容易換位移動，就會形成比較軟的金屬。

如果晶粒較小，那么晶界就會變多，原子就比較不容易移動，就會形成了比較硬的金屬。

三、退火、淬火、回火
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金屬加溫并維持此溫度一段時間，再將其緩慢冷卻，增加柔軟性、延展性和韌性。

而晶粒的大小可以用降溫速度來控制，加熱到金屬原子能夠重新排列的溫度后，保溫一段時間然后緩慢降溫，晶粒可以慢慢生長到比較大的樣子。

這樣能讓金屬變軟、加工后殘余的應力也被消除。

把金屬加熱到一定溫度，隨即在含有礦物質的水、油或空氣中急速冷卻，一般用以提高金屬的硬度和強度。

如果冷卻速度非常快，結晶發生的位置會更多，晶粒也沒有太多的時間生長，那就會得到更小更緊密的晶粒，金屬就會變得更堅硬，再加上不同的介質來控制降溫，就可以達到不同的硬度。

剛性淬火后再度加熱到某一溫度，以適當的速度冷卻，使金屬結構趨于穩定、降低脆性、提高韌性與塑性。

前面我們提到刀具鍛造過程中會把鐵燒到發紅，塑形后放到液體里面急速冷卻就是在淬火，淬火后的金屬會變硬又變脆，必須緊接著開始回火。

再加熱到一定程度，保溫一段時間后緩緩的降溫，消除部分晶界，再加大一些晶粒尺寸，讓硬化后的金屬恢復韌性與彈性，通常是熱處理的最后一道工序，能夠讓金屬性能穩定、來避免變形或是產生裂痕。

退火、淬火、回火就是熱處理的基本三把火

細分還有許多不用熱處理的技術：

例如正火（正常化）、高溫回火、低溫回火、深冷處理等等。

主要差異就是在加溫溫度和冷卻速率的控制和設定，但原理都是一樣的，其實依照用途的不同，也能對工件整體或局部來熱處理。

例如鐵軌接觸面或齒輪的牙面。

      因為熱處理的關鍵就是控制，在大量生產的時候就必須精準控制每一段流程的溫度，加熱溫度、冷卻速率也都要嚴格控制，才能夠確保所有的零件都有一樣的性能，所以專業的熱處理廠都會采取自動化的熱處理制程。?