金屬熱處理是一種通過改變金屬的溫度、組成和結構來改變其性能的技術。常見的金屬熱處理操作包括：退火、正火、淬火、回火等。退火是將金屬加熱到一定溫度，然后緩慢冷卻，以改善其組織和性能；正火是將金屬加熱到比退火更高的溫度，然后迅速冷卻，以獲得更細的晶粒和更高的強度；淬火是將金屬加熱到比正火更高的溫度，然后迅速冷卻，以獲得更高的硬度；回火是將淬火后的金屬加熱到一定溫度，然后緩慢冷卻，以改善其韌性和延展性。

化學熱處理是一種通過加熱金屬材料，并加入特定的化學品來改變其表面或內部組織結構的工藝。它包括滲碳、氮化等幾種不同的方法。在滲透過程中，將需要處理的工件放入密封的爐子中，然后通入高溫氣體和液體燃料進行燃燒，產生含有活性成分的氣體，使鐵元素轉化為氧化物進入表層形成一層黑色硬質保護膜——即我們常說的“淬火”。這種過程可以使材料的硬度得到顯著提高，從而提高耐磨性和性等特點。

固溶熱處理是一種金屬材料強化方法，通過將工件加熱至高溫（通常是熔點附近），使合金元素或雜質充分溶解到基體中。這個過程稱為“晶格擴散”，因為原子會從較低能量的狀態躍遷到較高能量狀態的空位上，從而增加了材料的強度和硬度。該過程的優點是簡單、易于操作且成本低廉；缺點則是只能提高室溫下的硬度和耐磨性，不能增加屈強比。此外，由于在固態下進行化學反應的可能性較小，因此無法改變某些元素的含量比例以獲得所需性能的零件。