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工业革命以前 ，机械大都是由木工手工制成的木结构 ，金属（主要是钢和铁）仅用以制造仪器 、钟表 、锁、泵和木结构机械上的小型零件 。金属加工主要靠机匠的精工细作以达到需要的精度。随着蒸汽机的广泛使用以及随之出现的矿山 、冶金 、轮船和机车等大型机械的发展，需要成形加工和切削加工的金属零件越来越多 ，所用金属材料由铜、铁发展到以钢为主 。机械加工（包括铸造 、锻压 、焊接、热处理等技术及其设备以及切削加工技术和机床、刀具 、量具等）迅速发展 ，从而保证了发展生产所需要的各种机械装备供应 。同时，随着生产批量的增大和精密加工技术的发展，也促进了大量生产方法（零件互换性生产 、专业分工和协作、流水加工线和流水装配线等）的形成。
复合材料(Composite materials) ，是以一种材料为基体(Matrix) ，另一种材料为增强体(reinforcement)组合而成的材料 。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应 ，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求 。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝 、镁 、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂 、橡胶 、陶瓷、石墨 、碳等 。增强材料主要有玻璃纤维 、碳纤维、硼纤维 、芳纶纤维 、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须 、金属丝和硬质细粒等 。
退火是将工件加热到适当温度 ，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却 ，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态 ，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却 ，正火的效果同退火相似 ，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能 ，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理 。
淬火是将工件加热保温后 ，在水 、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却 。淬火后钢件变硬，但同时变脆。为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温 ，再进行冷却 ，这种工艺称为回火 。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 ，常常配合使用 ，缺一不可 。
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