金屬熱處理工藝一般包括加熱◕☁▩、保溫◕☁▩、冷卻三個過程·•₪·，有時只有加熱和冷卻兩個過程✘↟✘。這些過程互相銜接·•₪·，不可間斷✘↟✘。加熱是熱處理的重要工序之一✘↟✘。金屬熱處理的加熱方法很多·•₪·，早是採用木炭和煤作為熱源·•₪·，進而應用液體和氣體燃料✘↟✘。電的應用使加熱易於控制·•₪·，且無環境汙染✘↟✘。利用這些熱源可以直接加熱·•₪·，也可以透過熔融的鹽或金屬·•₪·，以至浮動粒子進行間接加熱.金屬加熱時·•₪·，工件暴露在空氣中·•₪·，常常發生氧化◕☁▩、脫碳（即鋼鐵零件表面碳含量降低）·•₪·，這對於熱處理後零件的表面性能有不利的影響✘↟✘。因而金屬通常應在可控氣氛或保護氣氛中◕☁▩、熔融鹽中和真空中加熱·•₪·，也可用塗料或包裝方法進行保護加熱✘↟✘。加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝引數之一·•₪·，選擇和控制加熱溫度·•₪·，是保證熱處理質量的主要問題✘↟✘。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異·•₪·，但一般都是加熱到相變溫度以上·•₪·，以獲得高溫組織✘↟✘。另外轉變需要一定的時間·•₪·，因此當金屬工件表面達到要求的加熱溫度時·•₪·，還須在此溫度保持一定時間·•₪·，使內外溫度一致·•₪·，使顯微組織轉變完全·•₪·，這段時間稱為保溫時間✘↟✘。採用高能密度加熱和表面熱處理時·•₪·，加熱速度極快·•₪·，一般就沒有保溫時間·•₪·，而化學熱處理的保溫時間往往較長✘↟✘。
       冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟·•₪·，冷卻方法因工藝不同而不同·•₪·，主要是控制冷卻速度✘↟✘。一般退火的冷卻速度慢·•₪·，正火的冷卻速度較快·•₪·，淬火的冷卻速度快✘↟✘。但還因鋼種不同而有不同的要求·•₪·，例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進行淬硬✘↟✘。
       金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理◕☁▩、表面熱處理和化學熱處理三大類✘↟✘。根據加熱介質◕☁▩、加熱溫度和冷卻方法的不同·•₪·，每一大類又可區分為若干不同的熱處理工藝✘↟✘。同一種金屬採用不同的熱處理工藝·•₪·，可獲得不同的組織·•₪·，從而具有不同的效能✘↟✘。鋼鐵是工業上應用廣的金屬·•₪·，而且鋼鐵顯微組織也為複雜·•₪·，因此鋼鐵熱處理工藝種類繁多✘↟✘。整體熱處理是對工件整體加熱·•₪·，然後以適當的速度冷卻·•₪·，以改變其整體力學效能的金屬熱處理工藝✘↟✘。
       鋼鐵整體熱處理大致有退火◕☁▩、正火◕☁▩、淬火和回火四種基本工藝✘↟✘。退火是將工件加熱到適當溫度·•₪·，根據材料和工件尺寸採用不同的保溫時間·•₪·，然後進行緩慢冷卻·•₪·，目的是使金屬內部組織達到或接近平衡狀態·•₪·，獲得良好的工藝效能和使用效能·•₪·，或者為進一步淬火作組織準備✘↟✘。正火是將工件加熱到適宜的溫度後在空氣中冷卻·•₪·，正火的效果同退火相似·•₪·，只是得到的組織細·•₪·，常用於改善材料的切削效能·•₪·，也有時用於對一些要求不高的零件作為熱處理✘↟✘。
       淬火是將工件加熱保溫後·•₪·，在水◕☁▩、油或其它無機鹽◕☁▩、有機水溶液等淬冷介質中快速冷卻✘↟✘。淬火後鋼件變硬·•₪·，但同時變脆✘↟✘。為了降低鋼件的脆性·•₪·，將淬火後的鋼件在高於室溫而低於650℃的某一適當溫度進行長時間的保溫·•₪·，再進行冷卻·•₪·，這種工藝稱為回火✘↟✘。退火◕☁▩、正火◕☁▩、淬火◕☁▩、回火是整體熱處理中的“四把火”·•₪·，其中的淬火與回火關係密切·•₪·，常常配合使用·•₪·，缺一不可✘↟✘。“四把火”隨著加熱溫度和冷卻方式的不同·•₪·，又演變出不同的熱處理工藝✘↟✘。為了獲得一定的強度和韌性·•₪·，把淬火和高溫回火結合起來的工藝·•₪·，稱為調質✘↟✘。某些合金淬火形成過飽固溶體後·•₪·，將其置於室溫或稍高的適當溫度下保持較長時間·•₪·，以提高合金的硬度◕☁▩、強度或電性磁性等✘↟✘。這樣的熱處理工藝稱為時效處理✘↟✘。