گرم کردن و سرد کردن زمانبندی شده فلزات و سرامیک ها را به منظور بدست آوردن خواص مکانیکی و فیزیکی مطلوب، عملیات حرارتی می‌نامند. عملیات حرارتی فولادها و سرامیک ها برای تغییر خواص فیزیکی، شیمیایی، مکانیکی و به ویژه متالورژیکی آن ها استفاده می شود.

عملیات حرارتی برای مواد غیر فلزی مانند شیشه ها و شیشه سرامیک ها نیز به کار می‌رود .در این کتاب که توسط سایت ایران مواد اسکن و آپلود گردیده می توانید بخش های مهم این کتاب را در ارشیو خود داشته باشید .   گاهی سهوا حین فرایند تولید، که شامل گرم کردن و سرد کردن می باشد نیز ممکن است این عملیات رخ دهد مانند؛ فرایندهای جوشکاری و شکل دهی.

نکته حائز اهمیت این است که تقریبا اکثر فلزات و آلیاژها قابلیت انجام عملیات حرارتی را دارند ولی عکس العمل آنها در برابر این تغییر متفاوت بوده و با توجه به نوع فلز و آلیاژ فرق می کند. به عنوان مثال؛ تقریبا هر فلز و آلیاژی را می توان با عملیات حرارتی نرم کرد ولی آلیاژهایی که با عملیات حرارتی سخت شوند، محدود است. یکی از علل مهمی که تولید فولاد بالا بوده و کاربردهای فراوانی در صنعت دارد، واکنش آن نسبت به عملیات حرارتی می باشد.

بسیاری از آلیاژهای غیر آهنی نیز مانند آلومینیوم، نیکل، منیزیم و تیتانیوم را می توان با روش های عملیات حرارتی مشابه عملیات فولادها مقاوم کرد که البته درجه مقاوم شدن در این دو مورد کاملا متفاوت است. عملیات حرارتی انواع مختلفی داشته و هر کدام اثرات ریز ساختاری متفاوتی دارد.

عنوان هایی که از نظر علمی و تکنیکی برای فرایندهای مختلف عملیات حرارتی به کار می رود، مناسب است اما در بعضی موارد به دلیل اینکه یک نوع عملیات حرارتی برای هدف های مختلف انجام می شود، تناسبی بین عملیات حرارتی و روند آن وجود ندارد. مثلا؛ عملیات تنش گیری(Stress relieving) و برگشت (Temper) هر دو با تجهیزات مشابه و پروسه های یکسان از نظر دما و زمان انجام می شود، ولی هدف از انجام آنها متفاوت است.

کل فرایندهای عملیات حرارتی از نظر نوع ماده به دو دسته آهنی و غیرآهنی تقسیم می شود، که آهنی ها شامل فولاد و چدن و غیر آهنی ها شامل آلیاژهای آلومینیوم، منیزیم، تیتانیوم، مس و موارد دیگر می باشد.