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在整个国民经济中凡涉及机械制造的任何领域中，热处理是一项广泛应用的一项重要的基础工艺之一。它是金属材料在严格控制的加热和冷却条件下进行处理，通过改变材料内部的显微组织来达到人们所要求的使用性能或服役寿命。
软化材料，改善成型性能，提高机加工效率和生产效率；提高材料的强度和韧度，增加零部件的寿命；在保证材料心部性能的同时提高工件的表面强度、硬度、耐磨性、疲劳性和耐蚀性等；研制新型材料和针对已出现的特种材料通过热处理方法获得特殊的物理、化学性能以满足医疗、宇航、生物、光学、电子等领域中高要求的应用。
改进传统材料的生产和处理，细化材料的组织，大大提高强度和韧度，充分发挥材料潜能，满足愈来愈高的工业需要；应用物理和化学沉积方法使材料表面的性能发生质的飞跃，满足高速高精度加工的需要和高耐磨、耐蚀环境下的使用要求；应用纳米技术、复合材料技术制造出特种性能的材料。
热处理技术作为机械制造业中十分重要的基础工艺技术之一，在整个工业领域中，应用十分广泛。在充分发挥材料潜能，节约能源，进行清洁生产和人类社会可持续发展上，热处理技术的拓展是绝不能忽视的。世界上工业发达国家都投入很多资金来发展这门技术。
自1996年以来，美国、日本的欧洲的许多发达国家都先后制定21世纪热处理技术发展规划和目标。美国热处理工业2020年远景把目前和将来国外热处理先进技术与装备水平的目标和主要标志阐述得十分明确。
可持续发展中首先涉及环境，热处理是与环境和能源密不可分。热处理加工过程中应用的生产物料和剩余物料很多可能都是致污染源。热处理工作者要合理选用避免形成有害剩余物料的技术，对不得已产生的有害物质须应用先进的无害化处理方法使有害剩余物料达到国家或国际上规定的安全排放标准，并研究开发再生和重复使用的方法。国外对之研究很多，当然投资相当大。