“四把火”随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的金属热处理工艺。为了获得特定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间，以上升合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。

       把压力加工形变与热处理紧密的结合起来进行，使工件获得很好的强度、韧性配合的方法称为形变热处理；在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理，它不但能使工件不氧化，不脱碳，保持处理后工件表面光洁，上升工件的性能，还可以通入渗剂进行化学热处理。

       表面热处理是只加热工件表层，以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件里面，使用的热源须具有高的能量密度，即在单位面积的工件上给予较大的热能，使工件表层或局部能短时或瞬时到了高温。表面热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热热处理，常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。

       化学热处理是通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺。它与表面热处理不同之处是后者改变了工件表层的化学成分。化学热处理是将工件放在含碳、氮或其他合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热，保温较长时间，从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。渗入元素后，有时还要进行其他热处理工艺如淬火及回火。化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属。

       金属热处理是机械部件和工模具制造过程中的重要工序之一。大体来说，金属热处理工艺可以保障和上升工件的各个性能 ，如耐磨、耐腐蚀等。还可以完善毛坯的组织和应力状态，以利于进行各个冷、热加工。

       例如白口铸铁经过长时间退火处理可以获得可锻铸铁，上升塑性；齿轮采用正确的热处理工艺，使用寿命很久；另外，价廉的碳钢通过渗入某些合金元素就具有某些价昂的合金钢性能，可以代替某些耐热钢、不锈钢；工模具则基本都需要经过热处理方可使用。

       随着激光和等离子技术的日益成熟，利用这两种技术，并在普通钢工件表面涂敷一层其他耐磨、耐蚀或耐热涂层，以改变原工件表面性能，这种新技术称为表面改性。