热处理中的 “四把火” 通常指退火、正火、淬火和回火四种最基本且应用广泛的工艺，它们通过控制加热温度、保温时间和冷却速度，赋予材料不同的性能。以下是具体解析：

一、退火（Annealing）

定义：将工件加热到临界温度以上（或略低于临界温度），保温一定时间后，缓慢冷却（通常随炉冷却）的工艺。

目的：

消除材料内部应力，防止变形或开裂。

软化材料，改善切削加工性能。

细化晶粒，均匀组织，为后续加工做准备。

分类及应用：

完全退火：用于中碳钢和低合金钢，消除铸造 / 锻造应力，降低硬度。

球化退火：使碳化物呈球状，改善工具钢（如刃具钢）的切削性能和后续淬火工艺性。

去应力退火：加热温度低于临界温度，主要用于精密零件或焊接件，消除加工应力。

二、正火（Normalizing）

定义：将工件加热到临界温度以上，保温后置于空气中冷却（冷却速度比退火快，比淬火慢）。

目的：

细化晶粒，改善组织，提高材料强度和硬度（比退火高）。

消除网状碳化物（如过共析钢），为后续热处理做准备。

应用：

用于低碳钢工件，提高硬度以改善切削性能（避免退火后太软粘刀）。

作为普通结构件的最终热处理，或作为高精度零件的预备热处理。

三、淬火（Quenching）

定义：将工件加热到临界温度以上，保温后快速冷却（如水、油或盐浴），使奥氏体转变为马氏体（或贝氏体）的工艺。

目的：

显著提高材料硬度和耐磨性（如工具钢、轴承钢）。

为后续回火调整性能提供基础（淬火后材料硬而脆，需回火）。

关键控制：

冷却介质的选择：水（快冷，用于碳钢）、油（慢冷，用于合金钢）、聚合物溶液（控制冷速）。

变形与开裂风险：需合理设计工件形状，控制加热温度和冷却均匀性。

四、回火（Tempering）

定义：淬火后将工件加热到临界温度以下（150℃~650℃），保温后冷却（一般空冷）的工艺。

目的：

低温回火（150℃~250℃）：保留高硬度（58~64HRC），降低脆性，用于刀具、量具、轴承（如 T10 钢刀具）。

中温回火（350℃~500℃）：获得高弹性（35~45HRC），用于弹簧钢（如 65Mn 弹簧）。

高温回火（500℃~650℃）：综合力学性能（强度、塑性、韧性），即 “调质处理”，用于齿轮、轴类等结构件（如 45 钢曲轴）。消除淬火内应力，降低脆性，调整硬度和韧性的平衡。

关联：淬火+回火常组合为“调质处理”；退火/正火常作为预备热处理。

核心差异：

冷却速度：退火最慢，正火次之，淬火最快；

目的导向：退火/正火软化材料，淬火强化，回火平衡性能。

总结 通过 “四把火” 的组合，可针对不同材料（如碳钢、合金钢、铸铁等）和零件需求（耐磨、耐冲击、高弹性等）精准调控性能，是机械制造中关键的材料改性手段。理解其原理和应用场景，是优化材料性能的关键。