神是愛

        將物質加熱或者冷卻過後，內部組織將產生變化，性質將有顯著性的改進，利用這點試圖提升工業材料的特性的技術則稱為「熱處理」。

       鋼鐵材料經過熱處理而可以大幅改變它的特性，是材料當中的代表案例。它能夠變軟到可隨心所欲地改變形狀，相反的也能夠變硬到砍斷鋼鐵本身的程度。從圖A之1的正火處理圖示來看，裡面雖然含有了鑄造、鍛造等多種組織，但經由這道處理過程則變成了標準的組織，要在原本的熱處理之前先進行這個正火處理程序。圖A之2則是淬火和回火的處理，從900度的高溫急速冷卻後則會產生鋼鐵特有的相變(馬登斯體變化)，而成為非常堅硬的組織。因為這樣仍然很脆弱，於是在200至600度的高溫中再度加熱(回火)，而成了強韌有力的鋼。大家所知道的日本刀的淬火和回火處理方式，其實是在鐮倉時代初期首先創作的熱處理法，而今日刀具和鋸子等工具用的鋼所做的淬火和回火處理步驟基本上沒有任何改變。

       雖然硬鋁是飛機的機體所使用具代表性的鋁合金，然而這個材料也經過熱處理而有明顯的強化作用。如圖B之1所示，首先在高溫(溫度在熔點下)加熱後再快速冷卻。經過這道處理，鋁結晶中多餘的合金原子被溶解了(成為過飽和固溶體)，到此為止的熱處理稱為溶體化。接下來再加熱到100度的程度後，被溶解的多餘的合金原子，它從細微的獨自的結晶體中被分離出來，結果則使鋁結晶有顯著的強化效果。這個現象就做分離硬化，不只是鋁合金，對高純度陶瓷材料的強化也是個極其有效的熱處理。另外隨著分離的動作也能夠改善強度以外的物理特性，在磁石材料的熱處理也被廣泛運用著。

       圖B之2為結合了加工法和熱處理法，對結晶粒進行細微化的方法的圖示。因為材料在一般的結晶粒上是越細小越強韌，而近年所使用的結構材料，經過加工熱處理之後結晶粒大多可控制在1微米大小的程度。