熱處理加工，無論是(shi)大規模處(chu)理(li)還是(shi)表面處(chu)理(li)，都可(ke)(ke)以(yi)為材料(liao)提供所需的機(ji)(ji)械性能(neng)，表面電阻和(he)張力(li)性能(neng)，因此(ci)它可(ke)(ke)以(yi)指導運(yun)動行為以(yi)及部(bu)件的機(ji)(ji)械和(he)化學響應。

可(ke)以(yi)確定(ding)不適當的熱(re)處(chu)理，例(li)如降低(di)的機械強度或過度的硬化，這對應于低(di)的韌性，因此是脆性的。也可(ke)能會(hui)發生(sheng)表(biao)面(mian)處(chu)理錯(cuo)誤（硬度或有效深度不足），這可(ke)能會(hui)導致例(li)如低(di)耐磨(mo)性和疲勞性。

表面(mian)硬化是熱化學(xue)過程(cheng)之(zhi)一。在這(zhe)種方法中，零(ling)件和(he)工具的(de)(de)表面(mian)層用(yong)碳(tan)排放介質滲(shen)碳(tan)，然后進行淬(cui)火以改善零(ling)件表面(mian)層的(de)(de)機(ji)械(xie)性能（例如磨損）。

滲碳(tan)通常(chang)在880至950℃的(de)溫度下(xia)進行。在滲碳(tan)部分硬化之(zhi)后(hou)，通常(chang)需要退(tui)火以減(jian)少(shao)由硬化引起的(de)應(ying)力并獲得所需的(de)強度。一系列不同的(de)系統（例如箱式爐(lu)和連續爐(lu)）可用于表(biao)面硬化。油通常(chang)是用于淬火的(de)介質。

電(dian)(dian)(dian)阻(zu)：電(dian)(dian)(dian)阻(zu)是衡量金屬(shu)強度(du)(du)以防止(zhi)電(dian)(dian)(dian)流通過的(de)量度(du)(du)。當電(dian)(dian)(dian)子(zi)穿過金屬(shu)時(shi)，當它們(men)與金屬(shu)結(jie)構碰撞時(shi)會發生散射。在金屬(shu)的(de)熱處理過程中(zhong)，電(dian)(dian)(dian)子(zi)吸收更多的(de)能(neng)量并移動得更快。這導(dao)致更多的(de)散射，從(cong)而增(zeng)加了電(dian)(dian)(dian)阻(zu)量。溫度(du)(du)計實際上使用電(dian)(dian)(dian)線中(zhong)的(de)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)變化來(lai)測量溫度(du)(du)。

熱(re)膨脹：金屬在加熱(re)時膨脹。長度(du)，表(biao)面積和體積將隨溫度(du)而增(zeng)加。科(ke)學(xue)的(de)術(shu)語是熱(re)膨脹。熱(re)膨脹程(cheng)度(du)隨不同類型的(de)金屬而變(bian)(bian)化。發生(sheng)熱(re)膨脹是因為熱(re)量增(zeng)加了(le)金屬中原子的(de)振(zhen)動。設計(ji)金屬結構時，必須(xu)考(kao)慮熱(re)膨脹。日常的(de)例子是家用管道的(de)設計(ji)，必須(xu)隨著季節的(de)變(bian)(bian)化適應膨脹和收縮。

結(jie)構：金屬由稱為同(tong)素異(yi)形(xing)體的(de)原子(zi)對(dui)稱結(jie)構組成。加(jia)熱(re)金屬將使原子(zi)從其(qi)位置(zhi)移開，并(bing)且被(bei)替換的(de)原子(zi)形(xing)成新的(de)結(jie)構。此過程稱為同(tong)素異(yi)形(xing)體轉化。全向轉變會(hui)改變金屬的(de)硬度(du)，強度(du)和延展性。鐵具(ju)有重要的(de)同(tong)素異(yi)形(xing)相變。當鐵加(jia)熱(re)到(dao)華氏1674度(du)以(yi)(yi)上時(shi)，它(ta)可(ke)(ke)以(yi)(yi)吸(xi)收(shou)更多的(de)碳(tan)，這種碳(tan)可(ke)(ke)以(yi)(yi)增加(jia)任何鋼鐵產品的(de)硬度(du)。