为改变钢材的性能并使钢更易加工，通常会在机械加工完成前做一些额外的处理和工艺。在加工前硬化材料会延长加工时间并增加刀具磨损，但可以在加工后对钢进行处理，以增加成品的强度或硬度。下面是钢材的几种常见的加工工艺。
热处理
热处理是指几种不同的过程，涉及操纵钢的温度以改变其材料特性。一个例子是退火，用于降低硬度和增加延展性，使钢更容易加工。退火过程将钢缓慢加热到所需温度并保持一段时间。所需的时间和温度取决于具体的合金，并且随着碳含量的增加而降低。最后，金属在炉中缓慢冷却或用绝缘材料包围。
正火热处理可减轻钢中的内应力，同时保持比退火钢更高的强度和硬度。在正火过程中，钢被加热到高温，然后空冷以获得更高的硬度。
淬火钢是另一种热处理工艺，您猜对了，它可以使钢变硬。它还增加了强度，但也会使材料更脆。硬化过程包括缓慢加热钢，在高温下浸泡，然后通过将钢浸入水、油或盐水溶液等液体中来快速冷却。
最后，回火热处理工艺用于减轻钢硬化带来的一些脆性。钢的回火与正火几乎完全相同：您将其缓慢加热，让它处于选定的温度，然后对钢进行空气冷却。不同的是回火是在比其他工艺更低的温度下进行的，这降低了回火钢的脆性和硬度。
沉淀硬化
沉淀硬化提高了钢的屈服强度。某些等级的不锈钢可能在名称中包含 PH，这意味着它们具有沉淀硬化特性。沉淀硬化钢的主要区别在于它们具有额外的元素：铜、铝、磷或钛。许多不同的合金在这里都是可能的。为了激活沉淀硬化特性，将钢成型为最终形状，然后进行时效硬化过程。时效硬化过程会在较长时间内加热材料，使添加的元素沉淀——形成不同大小的固体颗粒——从而增加材料的强度。
17-4PH（也称为630钢）是不锈钢沉淀硬化等级的常见示例。这种合金含有17% 的铬和4%的镍，以及4%的铜，有助于沉淀硬化。由于增加了硬度、强度和高耐腐蚀性，17-4PH 用于直升机甲板平台、涡轮叶片和核废料桶。
冷加工
钢的特性也可以在不施加大量热量的情况下改变。例如，冷加工钢通过加工硬化过程使其更坚固。当金属发生塑性变形时会发生加工硬化。这可以通过锤击、轧制或拉拔金属来有意地完成。如果切削刀具或工件变得太热，加工过程中也会无意中发生加工硬化。冷加工还可以提高钢的可加工性。低碳钢非常适合冷加工。
钢结构设计注意事项
在设计钢制零件时，重要的是要记住材料的独特属性。使其非常适合您的应用的特性可能需要对制造设计(DFM)进行一些额外的考虑。
由于材料的硬度，加工钢比铝或黄铜等其他较软的材料需要更长的时间，可以通过降低主轴速度和进给率以保护您的零件和工具。
即使您不进行机加工本身，仍需选择适合项目的钢种，不仅要考虑硬度和强度，还要考虑可加工性的差异。例如，不锈钢的加工时间大约是碳钢的两倍。在决定不同等级时，还需要考虑哪些特性是最重要的，哪些钢合金是现成的。常用等级，例如304或不锈钢316，有更广泛的库存尺寸可供选择，并且查找和采购所需的时间更少。
由于CNC 加工钢的广泛应用及其强大的物理特性，钢成为零件制造的首选材料，在设计您的CNC加工钢零件时，请记住根据材料的可加工性权衡您需要的属性。
