热处理工序，特别是最终的热处理工序，是决定零件的组织与性能的。对大锻件而言， 组织和性能要求非常高，而且是各式各样的。如轧钢机上的大型支承辊，要求表面淬硬，以保证有高的耐磨性，对心部则要求有较高的强韧性综合指标，以便能抗冲击载荷。为达到此目的，先调质处理，得到强韧性较好的索氏体组织，然后再采用差温热处理，即在表面一定深度上,加热到奥氏体化温度以上,使之转变为奥氏体,再急冷，使表面形成耐磨的马氏体或贝氏体组织;而心部仍保持强韧性较好的索氏体组织。又如大型火电机组的转子，要求有很好的强韧性，特别要求心部也有很低的FATT值。这就要将锻件全部加热到奥氏体化温度以上，要求热透，然后采用急冷、深冷工艺，力争心部也淬透。
热处理过程不论加热，还是冷却，在工件中都有一个传热过程，工件表面和心部自然会有一个温度差。工件内部各点温度不一样，膨胀童就不一样,而物体要保持连续完整性， 则在各质点间产生附加的内应力，是为热应力(或称为温度应力）。同时，由于温度分布不均勻，而且各质点温度变化速率(加热速率或冷却速率)也不一致，因此发生组织转变的时间和转变童多少也不一致，由组织转变产生体积变化量也不一致，这也会产生质点间的附加内应力，是为组织应力。通常将温度应力和组织应力统称为热处理的内应力。冷却到最后保留下来的内应力称为热处理的残余应力。一般说来，热处理的内应力是有害的，但往往又是不可避免的。锻件越大,冷速越快，则内应力也越大，严重时可导致淬火时开裂，或使零件早期失效。如何做到既能保证严格的性能要求,又能使残余应力尽可能的小，则是制定工艺和控制生产至关重要的问题。
为能制定合理的、优化的工艺方案，就需要对热处理过程的规律有淸楚的了解。热处理过程是复杂的。有温度、组织、应力应变的变化，变化是不均匀的，而且相互影响。今以淬火为例，明其相互关系。
