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。在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用越来越重要。
马氏体(martensite)是黑色金属材料的一种组织名称，是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。由德国冶金学家 AdolfMartens(1850-1914)于19世纪90年代在一种硬矿物中发现。马氏体的三维组织形态通常有片状(plate)或者板条状(lath)，但是在金相观察中（二维）通常表现为针状（needle-shaped），这也是为什么在一些地方通常描述为针状的原因。马氏体的晶体结构为体心四方结构（BCT）。中高碳钢中加速冷却通常能够获得这种组织
退火热处理
304不锈钢
退火
SUS304不锈钢薄板形变硬化及退火软化 SUS304是一种 18-8 系的奥氏体不锈钢，退火，通常用作冲压垫圈类紧固件。由于其冲压在各部分材料的形变程度各不相同，大约在 15%~40% 之间，因此材料的加工硬化程度也有差异。SUS304不锈钢薄板冷加工以后，微观上滑移面及晶界上将产生大量位错，致使点阵产生畸变。畸变量越大时，成品退火，位错密度越高，内应力及点阵畸变越严重，使金属变形抗力和强度、硬度等随变形程度而增加，塑性指标伸长率、断面收缩率降低。当加工硬化达一定程度时，如继续形变，便有开裂或脆断的危险，毛料退火，成形后其残余应力极易引起工件自裂。在环境气氛作用下，放置一段时间后，工件会自动产生晶间开裂（通常称为“季裂”）。故在SUS304 不锈钢冲压成形过程中，一般都必须进行工序间的软化退火，即中间退火，焊接件退火，以消除残余应力，降低硬度，恢复材料塑性，以便能进行下一道加工。
对于钢铁材料，零件淬火后，马氏体组织中存在存在一定量的残余奥氏体，尤其是马氏体转变温度较低的材料，残余奥氏体可能多达10%以上。残余奥氏体是一种不稳定组织，可以逐步转变成马氏体。奥氏体转变成马氏体体积会变大，造成零件尺寸的变化。同时，奥氏体的机械性能也不稳定。深冷处理就是将淬火后工件置入较低温度的环境中（比如5℃以下的冷水中），促进残余奥氏体向马氏体的转变，以提高材料性能。一般比较重要的零件才会采用深冷工艺，比如精密量具，精密轴承等。
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