熱處理工序，特別是最終的熱處理工序，是決定零件的組織與性能的。對大鍛件而言， 組織和性能要求非常高，而且是各式各樣的。如軋鋼機上的大型支承輥，要求表面淬硬，以保證有高的耐磨性，對心部則要求有較高的強韌性綜合指標，以便能抗沖擊載荷。為達到此目的，先調質處理，得到強韌性較好的索氏體組織，然后再采用差溫熱處理，即在表面一定深度上,加熱到奧氏體化溫度以上,使之轉變?yōu)閵W氏體,再急冷，使表面形成耐磨的馬氏體或貝氏體組織;而心部仍保持強韌性較好的索氏體組織。又如大型火電機組的轉子，要求有很好的強韌性，特別要求心部也有很低的FATT值。這就要將鍛件全部加熱到奧氏體化溫度以上，要求熱透，然后采用急冷、深冷工藝，力爭心部也淬透。

       熱處理過程不論加熱，還是冷卻，在工件中都有一個傳熱過程，工件表面和心部自然會有一個溫度差。工件內部各點溫度不一樣，膨脹童就不一樣,而物體要保持連續(xù)完整性， 則在各質點間產(chǎn)生附加的內應力，是為熱應力(或稱為溫度應力）。同時，由于溫度分布不均勻，而且各質點溫度變化速率(加熱速率或冷卻速率)也不一致，因此發(fā)生組織轉變的時間和轉變童多少也不一致，由組織轉變產(chǎn)生體積變化量也不一致，這也會產(chǎn)生質點間的附加內應力，是為組織應力。通常將溫度應力和組織應力統(tǒng)稱為熱處理的內應力。冷卻到最后保留下來的內應力稱為熱處理的殘余應力。一般說來，熱處理的內應力是有害的，但往往又是不可避免的。鍛件越大,冷速越快，則內應力也越大，嚴重時可導致淬火時開裂，或使零件早期失效。如何做到既能保證嚴格的性能要求,又能使殘余應力盡可能的小，則是制定工藝和控制生產(chǎn)至關重要的問題。

       為能制定合理的、優(yōu)化的工藝方案，就需要對熱處理過程的規(guī)律有淸楚的了解。熱處理過程是復雜的。有溫度、組織、應力應變的變化，變化是不均勻的，而且相互影響。今以淬火為例，明其相互關系。