热处理通过受控加热和冷却改变材料组织：热应力与组织应力引起开裂

热处理通过受控加热和冷却改变材料组织。退火通常用于软化材料或改善组织状态。正火一般采用空气冷却以获得相应组织。淬火通过较快冷却形成所需的强化组织。回火通常安排在淬火之后调整性能平衡。钢的淬硬性反映淬火后可能获得的硬度。淬透性描述一定条件下形成硬化层的能力。

均匀化处理用于减轻合金成分偏析的影响。晶粒粗化可能降低材料的韧性表现。温度测量位置会影响对实际热处理状态的判断。保温时间需要兼顾工件尺寸和组织转变过程。金相观察能够帮助分析热处理后的显微组织。热处理炉的温度均匀性影响批次质量一致性。盐浴加热能够提供较快而均匀的传热条件。热处理不能把错误材料无条件变成合格材料。

淬透性较高不意味着材料表面硬度一定更高。奥氏体是钢在相应条件下形成的固溶体组织。马氏体通常由奥氏体在快速冷却时转变形成。珠光体由铁素体与渗碳体交替组成。贝氏体的形态和性能受到转变温度影响。残余奥氏体可能影响淬火件的尺寸稳定性。等温淬火使组织在选定温度阶段发生转变。分级淬火有助于减小某些零件的热应力。