金属材料的热处理工艺参数优化在冶金工程中占有极其重要的地位，关系到材料的工作性能和生产成本，直接影响到冶金工程的效率和质量。本研究主要探讨了热处理工艺参数对金属材料性能的影响，并在此基础上进行优化。首先，以钢铁、铜、铝等常见金属材料为研究对象，采用热处理实验和模拟计算的方法，分析其硬度、强度、塑性和韧性等性能随热处理工艺参数（温度、时间、冷却速率等）的变化情况。其次，基于实验数据和模拟结果，运用数学优化算法对热处理工艺参数进行优化，旨在在保证材料性能的同时降低生产成本。结果表明，热处理工艺参数优化能显著提升金属材料的各项性能，且能有效降低生产成本，具有显著的经济效益。最后，我们将这一优化方法成功地应用于实际的冶金工程中，取得了良好的效果。本研究结果为金属材料的热处理工艺优化提供了一种有效的理论依据和实践方法，对冶金工程的科研和工程技术具有重要的指导价值。