硬度测试：评估材料表面抵抗局部塑性变形（如压入）的能力，是热处理后最常规的性能指标。
拉伸性能测试：测定材料在轴向拉伸载荷下的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率。
冲击韧性测试：评价材料在高速冲击载荷下抵抗断裂的能力，常用夏比（Charpy）或艾氏（Izod）冲击试验。
金相组织分析：通过显微镜观察材料的显微组织，如马氏体、贝氏体、珠光体、铁素体等的形态、大小及分布。
淬透性测试：测定钢在淬火时获得马氏体组织深度的能力，常用端淬试验（Jominy Test）。
耐磨性测试：评估材料表面抵抗磨损的能力，模拟实际工况下的磨损情况。
疲劳性能测试：测定材料在交变循环应力作用下的耐久极限和疲劳寿命。
残余应力测定：分析热处理后存在于材料内部且平衡的应力，对尺寸稳定性和抗疲劳性能有重要影响。
尺寸稳定性检测：测量热处理前后及长期放置过程中工件尺寸的变化量。
耐腐蚀性测试：评估热处理后材料在特定环境（如盐雾、酸碱）中抵抗化学或电化学腐蚀的能力。
碳钢与合金钢：包括各类结构钢、工具钢、模具钢等，是热处理性能实验最主要的对象。
不锈钢：评估固溶处理、时效处理等对其耐蚀性和力学性能的影响。
铸铁：如球墨铸铁、灰铸铁的退火、正火、淬火回火处理后的性能变化。
有色金属合金：如铝合金的固溶时效处理，铜合金的退火、淬火时效处理。
钛及钛合金：检测其退火、固溶和时效处理后的组织与性能关系。
工模具材料：重点检测其经淬火、回火后的红硬性、耐磨性和强韧性。
表面热处理件：如渗碳、渗氮、感应淬火等表面改性层深度、硬度梯度和组织。
大型锻件与铸件：评估其整体热处理（如退火、正火、调质）后的均质性和性能达标情况。
精密零部件：如轴承、齿轮、轴类零件，检测其热处理后的尺寸精度与综合力学性能匹配度。
新材料研发试样：为开发新型金属材料或热处理工艺，进行系统的性能测试与评估。
布氏硬度法：使用硬质合金球压头，适用于较软材料或粗晶粒材料的宏观硬度测试。
洛氏硬度法：采用金刚石圆锥或钢球压头，操作简便快捷，适用于从软到硬的各种材料。
维氏硬度法：使用金刚石正四棱锥体压头，测量精确，适用于薄层、小件及显微硬度测试。
万能材料试验机拉伸法：按照国家标准制备标准试样，在试验机上匀速拉伸至断裂，记录应力-应变曲线。
摆锤冲击试验法：将标准缺口试样置于支座上，用摆锤一次性冲断，测量吸收功。
光学金相显微镜法：对经过研磨、抛光和腐蚀的试样进行显微组织观察、拍照和定量分析。
端淬试验法：将标准圆柱试样加热奥氏体化后，对其一端喷水冷却，随后沿长度方向测定硬度分布曲线。
X射线衍射法：用于物相分析、残余应力测定以及晶粒尺寸、微观应力的计算。
盐雾试验法：将试样置于密闭箱体中，连续或间歇喷洒氯化钠溶液，模拟加速腐蚀环境。
旋转弯曲疲劳试验法：使圆棒试样在旋转状态下承受弯曲应力，测定其在不同应力水平下的循环次数。
硬度计：包括布氏、洛氏、维氏及显微硬度计，用于测量材料表面硬度。
万能材料试验机：可进行拉伸、压缩、弯曲等静态力学性能测试的核心设备。
冲击试验机：通常为摆锤式，用于测定材料的冲击吸收能量。
金相显微镜：配备图像分析系统，用于观察、记录和分析材料的显微组织。
端淬试验设备：包含加热炉、喷水装置和试样支架，专门用于测定钢的淬透性。
热处理炉：如箱式炉、井式炉、盐浴炉等，用于对试样进行准确的热处理工艺模拟。
X射线衍射仪：用于材料的物相鉴定、残余应力测量和织构分析。
磨损试验机：如销-盘式、环-块式试验机，用于模拟和评估材料的耐磨性能。
疲劳试验机：包括高频疲劳试验机和伺服液压疲劳试验机，用于测定材料的疲劳极限和S-N曲线。
盐雾试验箱：创造并控制恒定的盐雾腐蚀环境，用于考核材料的耐腐蚀性能。
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