鋼經(jīng)熱處理后性能之所以發(fā)生重大的變化，是由于經(jīng)過不同的加熱和冷卻過程，鋼的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。因此，要制定正確的熱處理工藝規(guī)范，保證熱處理質(zhì)量，必須了解鋼在不同加熱和冷卻條件下的組織變化規(guī)律，這就是熱處理的原理。

鋼為什么可以進行熱處理？是不是所有的金屬材料都能進行熱處理呢？這個問題與合金相圖有關。原則上只有在加熱或冷卻時發(fā)生固溶度顯著變化或者發(fā)生類似純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，即有固態(tài)相變發(fā)生的合金才能進行熱處理。純金屬、某些單相合金等不能用熱處理強化，只能采用加工硬化的方法。因為鋼具有共析轉(zhuǎn)變這一重要特性，像純鐵具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變一樣，所以能進行熱處理。但是鐵碳相圖反映的是熱力學上近于平衡時鐵碳合金的組織狀態(tài)與溫度及合金成分之間的關系。A1線、A3線和Acm線是鋼在緩慢加熱和冷卻過程中組織轉(zhuǎn)變的臨界點。實際上，鋼進行熱處理時其組織轉(zhuǎn)變并不按照鐵碳相圖上所示的平衡溫度進行，通常都有不同程度的滯后現(xiàn)象。加熱或冷卻速度越快，則滯后現(xiàn)象越嚴重。