金屬加工必備：熱處理原理＋流程圖解＆專業英文術語！
熱處理原理（Heat Treatment）是透過加熱與冷卻過程，改變金屬材料的微觀結構與機械性質，達到強化性能、延長壽命的目的。但你的產品究竟適合哪一種熱處理方式？ 從退火、淬火到硬化，雖然每種熱處理流程看似相似，但最終帶來的金屬加工效果會截然不同，只要選到錯誤的熱處理方式不僅無法提升品質，還會影響加工件的穩定性喔！
熱處理原理＆熱處理流程圖解
熱處理原理是透過「加熱 → 保溫 → 冷卻」等階段，並控制不同溫度與時間條件，來間接改變金屬晶粒結構*。透過這樣的處理過程，可以有效調整材料的硬度、韌性、強度甚至是金屬件的穩定性。
即使是相同的金屬材料，在不同的熱處理溫度條件下，最後呈現出的硬度、韌性與外觀，也可能會完全不一樣。
※什麼是晶粒？
金屬不是一整塊均勻的東西，它是由許多微小的晶體區塊（晶粒）所組成的物體。每一個晶粒中，原子會以相同的方向規則排列，但相鄰的晶粒之間，原子排列方向可能不一致，形成不同的結晶方向。
你可以把晶粒想像成一塊拼布的每一塊小布，每塊小布的圖案（原子排列）不同，但拼在一起就是整個拼布金屬結構(金屬結構)。
熱處理流程圖
常見會用到的熱處理英文
- 退火 Annealing：降低硬度、消除內應力
- 正常化 Normalizing：細化晶粒、提升材料均勻性
- 淬火 Quenching：快速冷卻以提升硬度與強度
- 回火 Tempering：調整淬火後的硬度與韌性
- 時效處理 Aging：提升強度與尺寸穩定性
- 固溶處理 Solution Treatment：常用於鋁合金強化前的加熱處理
- 滲碳處理 Carburizing：將碳原子滲入鋼材表層，提升表面硬度與耐磨性，同時保留內部韌性，適用於齒輪、軸類等需要「外硬內韌」特性的零件。
- 滲氮處理 Nitriding：在高溫下（約 500~570°C）將氮氣滲入金屬表面，提升表面硬度與抗腐蝕性。
- 去應力退火 Stress Relieving：消除加工或焊接後的殘留應力
- 硬化處理 Hardening：提升整體或局部硬度
- 表面硬化 Surface Hardening：僅改變材料表層硬度
我該使用哪種熱處理方式？會有哪些改變？
※固溶處理 + 人工時效：種常見於鋁合金、鈦合金等合金金屬的熱處理方式，先將合金加熱到高溫，讓合金元素（如鎂、矽、鋅）均勻溶解進金屬晶格中（固溶處理），再快速冷卻鎖住結構，接著透過中溫加熱一段時間（人工時效），進一步提升材料的強度、硬度與尺寸穩定性，是航空、汽車、自行車等高性能鋁製品常見的強化手段。
熱處理後，產品會有哪些變化？
- 強度提升：材料能在不變形的情況下承受更高應力
- 韌性平衡：調整硬度，避免材料脆裂或疲勞失效
- 尺寸穩定性改善：減少因內應力造成的變形與翹曲
- 表面硬化：針對局部提升耐磨性（如滲碳或氮化）
- 組織細化與均勻化：強化材料的疲勞壽命與穩定性
透過正確的熱處理，不僅能讓金屬材料發揮最佳性能，還能延長產品壽命、提升加工品質。不同材質、用途對應的處理方式都不同，選對熱處理，就能為您的產品打下堅實的基礎。