熱処理が可能な金属には、鉄、鋼、アルミニウム、銅、マグネシウム、ニッケル、チタン、超合金（ニッケル、鉄-ニッケル、コバルト-ニッケルをベースとする）、反応性・耐火性材料（ヘインズタイプやチタンなど）、様々なグレードのステンレス鋼、真鍮、青銅などがある。
鉄と鋼： これらの材料は、その用途の広さと、熱処理によって得られる特性の大きな変化のために、最も一般的に熱処理される材料である。熱処理によって強度、硬度、延性、靭性が向上するため、様々な産業用途に適している。
アルミニウム、銅、マグネシウム、ニッケル、チタン合金： これらの非鉄金属も熱処理が可能で、強度や延性を高めるなど、機械的特性を変えることができる。例えば、アルミニウム合金は強度と耐久性を向上させるために熱処理されることが多く、航空宇宙用途に適している。
超合金および反応性/難燃性材料： これらの材料は、極端な温度や腐食環境に耐えるように設計されています。熱処理は、微細構造を最適化し、耐熱性と耐腐食性を向上させるため、これらの材料にとって非常に重要です。
ステンレス鋼： 様々なグレードのステンレス鋼を熱処理することで、耐食性、強度、硬度を向上させることができます。熱処理には、焼きなまし、焼き入れ、焼き戻しなどの工程があり、目的に応じて使い分けることができる。
真鍮と青銅： 銅を主成分とするこれらの合金は、優れた耐食性と機械的特性が求められる用途に使用されます。熱処理によってこれらの特性を向上させることができるため、楽器のように素材の共鳴と耐久性が重要な用途に適しています。
熱処理は、指定された温度まで加熱し、その温度で適切な時間保持し、所定の方法に従って冷却するという3つの基本的なステップを経る。温度と時間は、高温（最高2,400F）で数秒から低温で数時間まで、実にさまざまである。熱処理工程（焼きなまし、焼入れ、浸炭、析出強化、焼戻し、焼入れなど）の選択は、最終製品に求められる特性によって決まる。これらのプロセスは、延性、靭性、硬度、耐熱性などの特性を変更することができ、熱処理を製造業における多用途かつ不可欠なプロセスにしています。
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