金属热处理作为调整金属材料内部组织的工艺，根据加工目的、处理温度和冷却方式，可以分为多个类别，各类工艺适用的工件场景存在明显区别。很多制造业从业者在零件加工前期，需要结合材质、使用工况，匹配对应的热处理方案，避免材料性能不达标造成使用隐患。
常规热处理分为整体热处理、表面热处理、化学热处理三大方向。整体热处理，就是对工件整体进行加热保温冷却，退火、正火、淬火回火都属于这类，多用于轴类、齿轮、大型结构件，调整工件整体的力学性能。表面热处理只对工件表层加热快速冷却，工件芯部保持原有韧性，表层获得较高硬度，适合齿轮、曲轴这类需要耐磨、抗冲击的零件，常见为感应淬火。化学热处理在加热环境下，向金属表层渗入碳、氮等元素，改变表层成分，提升表层耐磨与抗咬合能力，渗碳、氮化都属于此类。
退火是使用频率很高的热处理工艺，细分包含完全退火、球化退火、去应力退火，光亮退火处理也属于退火分支。去应力退火主要用于冲压、焊接、锻造后的工件，消除加工残留应力，防止后续加工变形。球化退火多用于高碳钢，降低硬度，便于切削加工。光亮退火采用保护气氛炉，隔绝空气，工件表面不会形成氧化皮，处理后表面保持光亮状态，多用于不锈钢、精密钢带、小型精密零件。
不同材质对热处理工艺敏感度不一样。碳钢热处理窗口较宽，合金钢对温度、冷却速率更加敏感，工艺参数微小变化，就会影响成品性能。热处理完成之后，一般会配套检测项目，包含硬度检测、金相组织分析、变形量检测，验证处理效果。
在完整加工流程中，热处理工序节点十分关键，一般安排在锻造、冲压粗加工之后，精加工、表面涂层之前。比如高强度紧固件，先热处理获得需要的强度等级，之后进行达克罗锌铝涂层，避免防腐涂层受热破坏。合理规划热处理与表面处理顺序，能够同时保障基体力学性能和表面防护效果，是零件工艺设计需要重点考量的内容。
