热处理是通过对材料的加热与冷却，利用材料加热或冷却过程中发生的相变或显微组织转变改变材料的晶体结构、显微组织或化学成分分布，达到改变材料力学性能或其它物理化学性能的材料加工工艺。热处理涉及的材料有钢铁材料、非铁材料、粉末冶金材料、功能材料等。热处理加热与冷却的温度范围通常在室温～1000℃，最高可达～1200℃，最低可到零下～100℃。不同材料在热处理过程中可能发生的相变或显微组织转变更是多种多样，如奥氏体转变、铁素体转变、珠光体转变、贝氏体转变、马氏体转变、固溶与沉淀析出等。热处理分为退火、正火、淬火、回火、固溶与时效等。热处理后材料的性能更是千差万别，即使同一材料同一零件经过不同的热处理，其性能也会有很大的差别。热处理可以改变材料的硬度、强度、塑性、韧性、耐磨性、耐腐蚀性、耐高温性、耐疲劳性等。

几乎所有的机械零件都离不开热处理，在其制造过程中，通常要进行三次热处理，对于重要零件，要进行更多次的热处理。首先是预备热处理，其目的是细化毛坯组织、消除加工应力、改善切削加工性能，为最终热处理作组织准备；其次是加工过程中的去应力处理，目的是消除加工过程中形成的内应力，减少零件的变形；最后是最终热处理，目的是使零件获得设计要求的综合力学性能。

表面改性是利用激光、电子束、离子注入、化学气相沉积、物理气相沉积和化学电化学转化等特种物理化学手段，通过改变构件表面化学成分及分布，达到改善构件力学性能或其它物理化学性能的材料加工工艺。

热处理与表面改性技术是装备制造业中的重要制造技术，广泛应用于机械制造、冶金、汽车、航空航天、兵工、铁路、船舶、建筑、石油化工、电子等工业领域。通过热处理与表面改性可以使材料或零件获得设计所要求的、理想的强度、疲劳、耐磨等综合力学性能及使用性能，从而保证零件的质量和可靠性，提高产品的市场竞争力。我国热处理行业几代人通过实践总结出来的“搞好热处理，零件一顶几”，非常形象地概括了热处理在提高产品质量和延长使用寿命所发挥的巨大作用。国际工业界也公认：热处理技术的先进程度是保证机械制造技术先进与否和保证产品质量、提高产品的市场竞争力的最关键因素。

我国热处理产业经过50年的发展，尤其是改革开放20多年来，通过技术开发以及对引进技术的消化吸收，热处理技术及生产取得了长足的进步。主要表现在：

（1）少无氧化加热技术的开发和推广取得成效：目前，在汽车、机械基础件、航空、兵器等行业，少无氧化加热的比重已达80%，其中，可控气氛热处理普及程度已达50%，真空热处理比重接近10%。

（2）节能降耗工作取得明显成效：热处理是制造业中的耗能大户，其用电量约占机械制造业总用电量的25%～30%。我国热处理行业的节能降耗工作取得明显成效。热处理平均单耗已下降到1000kw.h/t，主要工业城市及大中型企业约为500～800kw.h/t。

（3）清洁热处理技术得到重视：日趋严格的环境与资源的约束，使清洁热处理技术显得越来越重要并得到一定的重视。可控气氛热处理、真空热处理、等离子体热处理、激光热处理、少无氧化冷却技术等清洁热处理技术得到较快的发展。

(4)标准化工作取得突出成绩：我国热处理标准目前已形成较完善的独立体系，自全国热处理标准化技术委员会1986年成立以来，制订了基础、工艺作业、工艺材料、检验方法、安全技术、节能与环保等方面的标准76项。这些标准的实施和应用对于规范热处理生产，提高产品质量，促进行业技术进步起到了积极的作用。

（5）国内生产的先进热处理设备水平有了很大提高，国内市场占有率明显上升：国内生产的真空热处理设备约占国内市场的90%以上，密封箱式可控气氛多用炉及渗碳淬火生产线满足了用户要求，已占国内市场大部份额。

（6）热处理工艺模拟优化技术取得重要进展。

热处理与表面改性数据科学包括基础数据、热处理工艺、表面改性技术、材料的热处理、典型零件热处理工艺、质量检验与控制、装备及工艺材料和标准等十个数据集。其中：

◆　基础数据集：主要包括相图、TTT图、CCT图、淬透性曲线、金相组织、热处理与表面改性技术术语等基础数据。

◆　热处理工艺数据集：主要包括加热与冷却、正火与退火、淬火、回火、感应热处理、化学热处理、可控气氛热处理、真空热处理、形变热处理等方面的数据。

◆　表面改性技术数据集：包括激光表面改性、电子束表面改性、离子注入、化学气相沉积、物理气相沉积、表面形变热处理和化学电化学转化等方面的数据。

◆　材料的热处理数据集：包括钢、铸铁、铜、铝、镁、钛等非铁材料及其合金、粉末冶金材料和功能材料的热处理工艺数据。

◆　典型零件热处理工艺数据集：包括齿轮、轴承、弹簧、螺栓螺母、工具、模具、量具、农机具、以及汽车/机床/飞机/石油化工机械/钻探机械/发电设备/日用机械中各种零件的热处理工艺数据。

◆　装备及工艺材料数据集：包括热处理设备选型、热处理辅助设备、炉用材料及工装构件、常用仪器仪表、工艺材料和表面改性设备六类数据。

◆　标准数据集：包括热处理标准、金相及检验标准、热处理设备标准和国外标准四类数据，前三类包括国家标准和各行业标准。国外标准又分为ISO标准、IEC标准、美国标准、欧盟标准、日本标准和其他国外标准。

本领域数据可供政府有关部门决策时参考；也可供科研院所的科研设计人员在零件失效分析、产品研究与开发、工程设计与技术创新中应用；还可供热处理生产一线的工程师、工艺员、技师和质量检验人员在制订和优选热处理工艺、预测热处理后的组织和性能、工艺控制和质量管理工作中使用；以及高等院校、大中专学校、职高和技校的师生在教学和科研中参考。