機械零件的材料及毛坯類別選定之後，欲使零件實現所要求的力學效能，則主要靠熱處理工藝來保證。因此必須根據熱處理目的和工序作用，合理安排熱處理工序在加工工藝路線中的位置。
(1)預
備熱處理的工序位置
包括退火、正火、調質等。
工序位置：一般均緊接毛坯生產之後、切削之前，或粗加工之後、精加工之前。
退火和正火的工序位置
一般安排在毛坯生產之後、切削加工之前。
處於精密零件，為了消除切削加工殘餘應力，在切削加工工序之間還應安排去應力退火。
工藝路線安排為：
毛坯生產（鑄、鍛、焊、衝壓等）——退火或正火——機械加工
調質的工序位置
這種熱處理既可作為最終處理，又可為以後表面淬火或易變形零件的整體淬火作好組織準備。
位置：一般安排在粗加工之後、精加工或半精加工之前。
一般的工藝路線應為：
下料——鍛造——正火（退火）——機械粗加工（留餘量）——調質——機械精加工
（2）最終熱處理的工序位置
包括各種淬火、回火及化學熱處理等。
零件經這類熱處理後硬度較高，除磨削外，不適宜其他切削加工。
工序位置：應儘量靠後，一般均安排在半精加工之後、磨削之前。
整體淬火與表面淬火的工序位置安排基本相同。
淬火件的變形及氧化、脫碳應在磨削中予以去除，故需預留磨削餘量（例如直徑200mm以下、長度1000mm以下的淬火件，磨削餘量一般為0。35~0。75mm）。
對於表面淬火件，為了提高其心部力學效能及獲得細晶馬氏體組織的表層淬火組織，常需先進行正火或調質處理。因表面淬火件的變形小，其磨削餘量也應比整體淬火件小。
整體淬火件
的加工路線一般為：
下料——鍛造——退火（正火）——機械粗（半精）加工——淬火、回火（低溫、中溫）——磨削
感應加熱
表面淬火件
加工路線一般為：
下料——鍛造——正火（退火）——機械粗加工——調質——機械半精加工（留磨量）——感應加熱表面淬火、回火——磨削
不經調質的
感應加熱
表面淬火件
，鍛造後的預先熱處理須用正火。
如正火後硬度偏高，切削加工性不好，可在正火後再高溫回火。
適當地調整工序次序，可以減少零件變形與開裂。
例子：
上圖是用45鋼製造的鎖緊螺母，要求槽口硬度HRC35~40。若在槽口和內螺紋全部加工後再整體淬火和回火，槽口硬度雖可達到要求，但內螺紋變形大，不能保證精度；若熱處理後再切削加工，則硬度較高，切削加工性差。
如將熱處理方法及加工次序變為：
調質——加工槽口——槽口高頻淬火——加工內螺紋，則既可達到技術要求又可減少零件變形。
(3)滲碳的工序位置
分整體滲碳和區域性滲碳兩種。
當滲碳零件區域性不允許有高硬度時，應在設計圖紙上予以註明，該部位可鍍銅以防止滲碳或採取多留餘量的方法，待零件滲碳後淬火前再去掉該處滲碳層（去滲碳層切削加工）。
滲碳件的工藝路線一般為：
下料——鍛造——正火——機械粗、半精加工（留磨量，區域性不滲碳者還須留防滲餘量）——滲碳——淬火、低溫回火——機械精加工（磨）
或
下料——鍛造——正火——機械粗、半精加工（留磨量，區域性不滲碳者還須留防滲餘量）——滲碳——去滲碳層切削加工——淬火、低溫回火——機械精加工（磨）
(4)氮化的工序位置
氮化的溫度低、變形小、氮化層硬而薄。
工序位置：應儘量靠後，一般氮化後只須研磨或精磨。
為防止因切削加工產生的殘餘應力引起氮化件變形，在氮化前常進行去應力退火；
又因氮化層薄面脆，心部必須有較高的強度才能承受載荷，故一般應先進行調質。
氮化零件（38CrMoAl鋼）的加工路線一般為：
下料——鍛造——退火——機械粗加工——調質——機械精加工——去應力退火（通常稱為高溫回火）——粗磨——氮化——精磨或研磨
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