在從石器時代到青銅時代▩▩↟、鐵器時代的過程中✘☁••，熱處理在熱處理工廠中的作用逐漸被人們所認識↟▩↟。早在公元前770年至公元前222年✘☁••，中國人在生產實踐中發現✘☁••，鋼的效能在溫度和壓力變形的影響下會發生變化↟▩↟。白口鑄鐵軟化處理是生產農具的重要工藝↟▩↟。
公元前6世紀✘☁••，鋼鐵武器逐漸被採用↟▩↟。為了提高鋼的硬度✘☁••，淬火技術得到了迅速發展↟▩↟。河北宜縣燕夏出土的兩把劍和一把戟✘☁••，其顯微組織均為馬氏體✘☁••，表明已淬硬↟▩↟。
隨著淬火技術的發展✘☁••，人們逐漸發現淬火劑對淬火質量的影響↟▩↟。蒲淵是蜀國人✘☁••，曾在陝西夏谷為諸葛亮製作過3000把劍↟▩↟。據說他派人到成都取水淬火↟▩↟。這說明中國在古代就注意到了不同水質的冷卻能力✘☁••，以及油和水的冷卻能力↟▩↟。西漢(公元前206年~公元24年)中山景王墓出土的寶劍✘☁••，其心臟含碳0.15 ~ 0.4%✘☁••，表面含碳0.6%以上✘☁••，說明採用了滲碳工藝↟▩↟。但當時作為個人“手藝”的秘密✘☁••，沒有傳播開來✘☁••，所以發展緩慢↟▩↟。
1863年✘☁••，英國的金相學家和地質學家在顯微鏡下觀察了鋼的六種不同的金相組織✘☁••，證明了鋼在加熱和冷卻時✘☁••，其內部結構發生了變化↟▩↟。法國奧斯蒙德建立的鐵的同分異構體理論和英國奧斯汀繪製的鐵的碳相圖初步為現代熱處理工藝奠定了理論基礎↟▩↟。同時✘☁••，人們也研究了金屬熱處理加熱過程中保護金屬的方法✘☁••，以避免加熱過程中金屬的氧化和脫碳↟▩↟。

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