表面热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，改变材料表面的化学成分与组织，获得所需性能的一种金属热加工工艺。以下是六种表面热处理方法。

通过不同的热源对工件进行快速加热,当零件表层温度达到临界点以上(此时工件心部温度处于临界点以下)时迅速予以冷却，这样工件表层得到了淬硬组织而心部仍保持原来的组织。工业上应用最多的为感应加热和火焰加热表面淬火。

将工件置于含有活性元素的介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗入工件表层或形成某种化合物的覆盖层，以改变表层的组织和化学成分，从而使零件的表面具有特殊的机械或物理化学性能。例如氮化处理，氮化处理是指一种在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。经氮化处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性。

通过电极将小于5伏的电压加到工件上，在电极与工件接触处流过很大的电流,并产生大量的电阻热，使工件表面加热到淬火温度，然后把电极移去，热量即传入工件内部而表面迅速冷却，即达到淬火目的。

将工件置于酸、碱或盐类水溶液的电解液中，工件接阴极,电解槽接阳极。接通直流电后电解液被电解，在阳极上放出氧，在工件上放出氢。氢围绕工件形成气膜，成为一电阻体而产生热量，将工件表面迅速加热到淬火温度，然后断电，气膜立即消失，电解液即成为淬冷介质，使工件表面迅速冷却而淬硬。

激光在热处理中的应用研究始于70年代初，随后即由试验室研究阶段进入生产应用阶段。当经过聚焦的高能量密度 (10W/cm)的激光照射金属表面时，金属表面在百分之几秒甚至千分之几秒内升高到淬火温度。

电子束表面淬火除应在真空中进行外，其他特点与激光相同。当电子束轰击金属表面时，轰击点被迅速加热。电子束穿透材料的深度取决于加速电压和材料密度。

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