鍛件熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學熱處理三大類。根據加熱介質、加熱溫度和冷卻方法的不 同，每一大類又可區分為若干不同的熱處理工藝。同一種金屬采用不同的熱處理工藝，鍛件可獲得不同的組織，從而具有不同的性能。鋼鐵是工業上應用最廣的金屬，而且鋼鐵顯微組織也最為復雜，因此鍛件熱處理工藝種類繁多。
整體熱處理是對工件整體加熱，然后以適當的速度冷卻，以改變其整體力學性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。
退火是將鍛件加熱到適當溫度，根據材料和鍛件尺寸采用不同的保溫時間，然后進行緩慢冷卻，目的是使金屬內部組織達到或接近平衡狀態，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進一步淬火作組織準備。
正火是將鍛件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細，常用于改善材料的切削性能，也有時用于對一些要求不高的鍛件作為最終熱處理。
淬火是將鍛件加熱保溫后，在水、油或其他無機鹽、有機水溶液等淬冷介質中快速冷卻。淬火后鋼件變硬，但同時變脆。
為了降低鍛件的脆性，將淬火后的鍛件在高于室溫而低于650°C的某一適當溫度進行長時間的保溫，再進行冷卻，這種工藝稱為回火。
退火、正火、淬火、回火是整體熱處理中的“四把火”，其中的淬火與回火關系密切，常常配合使用，缺一不可。“四把火”隨著加熱溫度和冷卻方式的不同，又演變出不同的熱處理工藝。為了獲得一定的強度和韌性，把泮火和高溫回火結合起來的工藝，稱為調質。
某些合金淬火形成過飽和固溶體后，將其置于室溫或稍高的適當溫度下保持較長時間，以改善合金力學性能的穩定性，這樣的熱處理工藝稱為時效處理。
把壓力加工形變與熱處理有效而緊密地結合起來進行，使鍛件獲得很好的強度、韌性配合的方法稱為形變熱處理；在負壓氣氛或真空中進行的熱處理稱為真空熱處理，它不僅能使鍛件不氧化，不脫碳，保持處理后工件表面光潔，提高鍛件的性能，還可以通人滲劑進行化學熱處理。
表面熱處理是只加熱工件表層，以改變其表層力學性能的 金屬熱處理工藝。為了只加熱工件表層而不使過多的熱量傳人 工件內部，使用的熱源須具有高的能量密度，即在單位面積的 工件上給予較大的熱能，使工件表層或局部能短時或瞬時達到 高溫。表面熱處理的主要方法有火焰淬火和感應加熱熱處理, 常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應電流、激光和電子 束等。
化學熱處理是通過改變工件表層化學成分、組織和性能的 金屬熱處理工藝。化學熱處理與表面熱處理不同之處是后者改 變了工件表層的化學成分。化學熱處理是將工件放在含碳、氮 或其他合金元素的介質（氣體、液體、固體）中加熱，保溫較 長時間，從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素。滲入元 素后，有時還要進行其他熱處理工藝，如淬火及回火。化學熱 處理的主要方法有滲碳、滲氮、滲金屬。
熱處理是機械零件和工模具制造過程中的重要工序之一。 大體來說，它可以保證和提髙工件的各種性能，如耐磨、耐腐 蝕等。還可以改善毛坯的組織和應力狀態，以利于進行各種 冷、熱加工。例如，白口鑄鐵經過長時間退火處理可以獲得可 鍛鑄鐵，提髙塑性；齒輪采用正確的熱處理工藝，使用壽命可 以比不經熱處理的齒輪成倍或幾十倍地提高；另外，價廉的碳 鋼通過滲人某些合金元素就具有某些價昂的合金鋼性能，可以 代替某些耐熱鋼、不鎊鋼；工模具則幾乎全部需要經過熱處理 方可使用。
