钢铁是机械工业中应用较广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。化学热处理：化学热处理是通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺。化学热处理是将工件放在含碳、氮或其它合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热，保温较长时间，从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。通过机械操作过程（例如铸造，轧制或拉伸，挤压等）生产的钢制零件会产生内应力并改变其内部结构。这使它们变硬和变脆。对此类零件进行退火处理以消除内部应力，并使它们更具延展性和脆性。退火包括将钢制零件加热到等于或接近临界温度900摄氏度的温度，并在该温度下将其保持适当的时间，并在炉子内缓慢冷却时进行热处理。退火过程中进行的加热在恢复和重结晶两个阶段影响金属。随着金属温度逐渐升高，发生恢复。