在车间跟着师傅改工件那段时间，最先被问到的问题就是常用的热处理工艺有哪些，一开始只含糊记得淬火回火，真上手调参数才发现，每种工艺对应的工件用途差别很大，不能随便混用。那阵子手上轮番处理45号钢和铬钢零件，同一个料，换一种热处理方式，最后硬度、韧性完全两样，有一回图省事选错工艺，一批轴件直接废掉，堆在角落等着返工。
退火，是最先接触到的工序。毛坯锻造之后内部应力很乱，材料硬得不好切削，就丢进炉里缓慢升温，保温足够时长，再跟着炉子一起慢慢降温。做完退火，金属晶粒会变得均匀，硬度降下来，车削、钻孔都顺手很多。上次加工一个厚壁套筒，没做退火直接上机，刀具磨损速度快得离谱，加工面还布满振纹，后续补做退火之后，切削阻力明显变小，加工效率提上来不少。退火不追求高硬度，核心就是软化材料，消除锻造或者轧制带来的内应力。
正火。
和退火看着很像，升温温度会略高一点，保温结束之后不是随炉冷却，直接拉到空气里面自然冷却。冷却速度比退火快，得到的晶粒更细，强度比退火件高。很多普通碳钢毛坯，不想花长时间做退火，就用正火处理。车间里小的齿轮毛坯大多走正火，预先调整材料组织，为后面精加工和最终热处理打好底子。它没法把工件做到很高硬度，更多用来预处理，改善内部组织缺陷。
淬火是最容易出问题的一道工序。把钢件加热到临界温度，保温之后快速浸入冷却介质，水或者油都可以，短时间急速降温，材料内部结构发生转变，硬度直接拉上去。水淬冷却快，适合碳钢；油淬温和一点，变形风险低，多用在合金钢。之前做小销子，水淬的时候工件摆放不均匀，冷却速度不一致，拿出来之后零件直接歪掉，只能报废。淬火之后的工件很硬，但脆性大，不能直接投入使用，一碰就容易崩裂。
回火，基本都会跟淬火搭配在一起。淬火完的工件重新加热到低于相变的温度，保温冷却。温度高低决定最终效果，低温回火保留高硬度，耐磨件比如刀具、轴承就用这个；中温回火弹性更好，弹簧类零件常用；高温回火，也就是调质处理，硬度适中，韧性强，各类传动轴、连杆大多做调质。淬火加高温回火组合，兼顾强度和韧性，是机械零件里最普遍的搭配方式。
还有表面热处理，只改变工件表层，芯部维持原有韧性。高频感应淬火属于这类，快速加热零件表面，马上冷却，外层变硬耐磨，里面依旧抗冲击。齿轮齿面、曲轴轴颈很多采用这种工艺，不需要整体淬硬，只需要工作面耐磨。化学热处理也归在这一类，渗碳、渗氮比较常见，把工件放在对应介质里面，高温下让碳或者氮元素渗入金属表层。渗碳多用于低碳钢，表层淬硬耐磨，芯部韧性好，承受冲击载荷。渗氮处理温度更低，工件变形很小，做完之后表面抗腐蚀、耐磨，精密模具经常选用。
工艺不是越复杂越好。简单结构普通受力件，正火或者退火就能满足。需要承受摩擦磨损，优先考虑淬火回火，或者表面淬火。冲击载荷大的零件，不能一味追求高硬度，要把控韧性。当时踩过的坑就是一味追求硬度，全部选淬火，忽略工件受力方式，零件上机没多久就断裂。
炉门关上，温度表数字慢慢往上跳的时候，才明白热处理不是简单烧金属。控制升温、保温、冷却这几个环节，改变材料看不见的内部组织，才是整套操作的本质。