鋼在固態下加熱、保溫和冷卻過程中，會發生一系列組織轉變即發生固態相變。在不同的溫度、時間和冷卻條件下，材料將形成不同的組織和性能。鋼的固態相變是熱處理的理論基礎。

鋼的熱處理是將鋼在固態下施以不同的加熱、保溫和冷卻，以改變其組織，從而獲得所需性能的一種工藝。熱處理是一種重要的金屬熱加工工藝，在機械制造工藝中占有十分重要的地位。例如，現代機床工業中，有60%～70%的工件要經過熱處理。汽車、拖拉機工業中，有70%～80%的工件要經過熱處理。而滾動軸承和各種工模具大多要進行熱處理。

任何一種熱處理工藝都是由加熱、保溫和冷卻3個階段組成的。因此，要了解各種熱處理工藝方法，必須首先研究鋼在加熱、保溫和冷卻過程中組織變化的規律，即鋼的固態相變。

4.1　鋼的固態相變

鋼在進行熱處理時首先要加熱，當加熱溫度達到A1點以上時，其組織都要發生珠光體向奧氏體的轉變，這種轉變稱為奧氏體化。奧氏體化后的鋼，以不同的冷卻方式進行冷卻轉變，便可得到不同的組織，從而使鋼獲得不同的性能。

由Fe-Fe3 C相圖得知，碳鋼在極緩慢地加熱和冷卻時的轉變溫度為A1，A3和A cm，因此A1，A3和A cm點都是平衡臨界點。在實際熱處理中，加熱和冷卻并不是極緩慢的，因此不可能在平衡臨界點進行組織轉變。由圖1．4．1可知，實際加熱時各臨界點的位置分別為圖中的A c1，A c3和A ccm線，而實際冷卻時各臨界點的位置分別為圖中的A r1，A r3和A rcm線。