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其三是淬火，就是把不銹鋼工件加熱保溫后，在水、油或其他無機鹽溶液、有機水溶液等淬冷介質中快速冷卻。淬火后不銹鋼件會變硬，但也會變脆。為降低不銹鋼件的脆性，將淬火后的不銹鋼件在高于室溫且小于650℃的某一適當溫度進行較長時間的保溫，再進行冷卻，這種加工工藝叫做回火。退火、正火、淬火、回火是整體熱處理中的“四把火”，其中的淬火與回火關系密切，經常配合使用。
上述不銹鋼加工工藝隨著加熱溫度和冷卻方式的不同，也能演變出不同的熱處理工藝。為得到一定的強度和韌性，把淬火和高溫回火結合起來的加工工藝，叫做調質。有的不銹鋼合金淬火形成過飽和固溶體后，放在室溫或稍高的適當溫度下保持較長時間，來增強其硬度、強度或電性磁性等，這樣的熱處理工藝叫做時效處理。
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表面熱處理是只加熱不銹鋼工件的表層，從而改變其表層力學性能的金屬熱處理加工工藝。為了只加熱工件表層而不使過多的熱量傳到工件內部，使用的熱源要具有較高的能量密度，也就是單位面積的工件上給出較大的熱能，使不銹鋼工件表層或局部能短時或瞬時達到高溫。表面熱處理的主要方法有火焰淬火和感應加熱熱處理，常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應電流、激光和電子束等。
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