表面热处理是一种金属热处理工艺，只对工件表层进行加热，以改变其机械性能。为了仅加热工件的表面而不将过多的热量传递到工件中，所使用的热源必须具有高的能量密度，即，每单位面积给予工件大量的热能，使得工件的表面或部分可以在短时间内或瞬间达到高温。
表面热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热热处理。常用的热源是火焰，如氧乙炔或氧丙烷、感应电流、激光和电子束。化学热处理是通过改变工件表面的化学成分、显微组织和性能的金属热处理工艺。化学热处理和表面热处理的区别在于后者改变了工件表面的化学成分。
（图片源于网络）化学热处理是在含有碳、氮或其他合金元素的介质(气体、液体或固体)中加热工件，并长时间保持该温度，使工件表层渗入碳、氮、硼、铬等元素。元素渗入后，有时还需要淬火、回火等其他热处理工艺。化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮和渗金属。
它是热处理机械零件和工具制造过程中的重要工序之一。一般来说，它能保证和提高工件的各种性能，如耐磨性和耐腐蚀性。还可以改善坯料的组织和应力状态，以利于各种冷热加工。比如白口铸铁可以长时间退火，获得可锻铸铁，提高塑性；采用正确的热处理工艺，齿轮的使用寿命可以比未经热处理的齿轮提高一倍甚至几十倍。另外，廉价的碳钢通过渗入一些合金元素，具有一些昂贵的合金钢性质，可以替代一些耐热钢和不锈钢；几乎所有的模具都需要热处理才能使用。
钢被归类为以铁和碳为主要成分的合金，碳含量一般小于2.11%。钢是经济建设中极其重要的金属材料。根据化学成分，钢可分为碳钢(简称碳钢)和合金钢。碳钢是一种通过熔炼生铁获得的合金。其主要成分除铁和碳外，还含有少量的锰、硅、硫、磷等杂质。碳钢具有一定的机械性能，工艺性能好，价格低。因此，碳钢得到了广泛的应用。但是随着现代工业和科学技术的飞速发展，碳钢的性能已经不能完全满足需要，于是人们开发了各种合金钢。合金钢是在碳钢的基础上有目的地添加某些元素(称为合金元素)而得到的多元合金。
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