一般来说，不锈钢材料的热处理加工工艺主要有四种。其一是退火，即把不锈钢工件加热到合适温度，然后依据材料和工件尺寸使用不同的保温时间，再进行缓慢冷却，这样做是为了使不锈钢内部组织形成平衡状态，或是释放前道工序生成的内部应力，以得到良好的工艺性能和使用性能，甚至为进一步淬火作组织准备。

其二是正火，就是把不锈钢工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果和退火差不多，但终获得的金相组织更细，经常用来改良不锈钢材料的切削性能，也会用于对一些要求不高的不锈钢当作终热处理。

其三是淬火，就是把不锈钢工件加热保温后，在水、油或其他无机盐溶液、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后不锈钢件会变硬，但也会变脆。为降低不锈钢件的脆性，将淬火后的不锈钢件在高于室温且小于650℃的某一适当温度进行较长时间的保温，再进行冷却，这种加工工艺叫做回火。退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，经常配合使用。

上述不锈钢加工工艺随着加热温度和冷却方式的不同，也能演变出不同的热处理工艺。为得到一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的加工工艺，叫做调质。有的不锈钢合金淬火形成过饱和固溶体后，放在室温或稍高的适当温度下保持较长时间，来增强其硬度、强度或电性磁性等，这样的热处理工艺叫做时效处理。

表面热处理是只加热不锈钢工件的表层，从而改变其表层力学性能的金属热处理加工工艺。为了只加热工件表层而不使过多的热量传到工件内部，使用的热源要具有较高的能量密度，也就是单位面积的工件上给出较大的热能，使不锈钢工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。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加工工艺。化学热处理与表面热处理不同之处是后者改变了不锈钢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。

不锈钢热处理加工工艺是机械零件和工模具制造过程中的重要工序之一。总的来讲，其能够保证和增强工件的各种性能，如耐磨、耐腐蚀等。还能够改良毛坯的组织和应力状态，以利于进行各种冷、热加工。