相信很多人或多或少听说过热处理，但对于非专业人士来说热处理究竟是什么，对金属材料有哪些影响可能就不是很清楚了。
热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺，主要分为三大类，分别是：表面热处理、整体热处理和化学热处理。简单理解热处理就是一种加工工艺，目的是获得想要的组织和性能。
既然是加工工艺，那就需要一定的手段来实现，它们就是行业俗称的“四把火”：退火、正火、淬火、回火。
对于含碳量低于0.25%的低碳钢，用正火代替退火。有利于提高钢的切削加工性和冲压件的冷变形能力，在保持良好韧塑性的同时提高低碳钢强度。此时钢的正火温度应提高到ac3 (100 ～ 150℃) 为宜，通常称高温正火；
对于含碳量在0.25%～0.5%范围内的中碳钢，如35#、45#钢也适用于正火代替退火。硬度较低碳钢稍高，但仍能进行切削加工，成本低，生产率高。但对同样含碳量的合金钢如5crmnmo、38crmoal等在正火处理后还需进行去应力退火；
对于含碳量在0.5%～0.75%范围内的钢材，因含碳量较高，正火后的硬度显著高于退火的情况，难以进行切削加工，故一般采用完全退火，降低硬度，改善切削加工性；
含碳量在0.75%以上的高碳钢或工具钢一般采用球化退火作为预备热处理，然后进行正火或淬火。
对于性能要求不高的普通结构零件，可以用正火作为终热处理，来提高力学性能。
对某些大型重型钢件以及形状复杂、截面有急剧变化的钢件应用正火处理来代替淬火处理，以免发生严重变形或开裂。
法兰进行正火 270-450℃中温回火； 工具钢、轴承钢、渗碳零件或高强度耐磨件用淬火 150-250℃低温回火提高硬度和耐磨性，同时显著降低淬火应力和脆性； 弹簧钢、热锻模具用淬火 300-500℃中温回火显著提高弹性极限，提高轻度硬度的同时保持良好的韧性和塑性； 中碳钢（如45#）、合金结构钢制作的重要机器零件一般进行淬火 500-650℃高温回火得到强韧结合的综合力学性能，提高强度并能承受冲击和交变负荷的能力，主要应用于发动机曲轴、连杆、机床主轴和齿轮等；
从热处理的原理及工艺手段来看不会影响材料的化学成分，只改变材料内部的组织结构。具体到光谱分析来说，由于在热处理过程中c的存在形式可能会发生石墨和渗碳体之间的转变，终光谱分析结果会存在一定的变化，但是这个变化的幅度相对而言是很小的。
理论上正火或淬火不会使样品中的碳含量降低，但是实际遇到的很多客户反应淬火后碳含量降低很多是什么原因呢？是因为回火、淬火温度过高或者保温时间过长会导致样品表层氧化脱碳，形成脱碳层，终导致样品表面碳含量降低，芯部碳含量不变。在这种情况下如果需要进行光谱分析，建议把表面处理得相对深一些比较好。