以共析钢为例：共析钢从高温 炉冷变成粗波来铁空冷变成中波来铁油冷变成细波来铁 +麻田散铁 +残留沃斯田铁水冷变成麻田散铁 +残留沃斯田铁产生残留沃斯田铁 主要是因为 冷却速度不够快 ，及冷却液的冷却能力钢在冷却时的组织转变[ 连续冷却转变 ] ：过冷奥氏体在一个温度范围内， 随温度下降发生组织转变，同样可用 “连续冷却转变曲线”“ CCT曲线，C—continuous ；C—cooling ；T—transformation ”分析组织转变过程和产物共析钢的“ CCT曲线”测量过程示意图如下图图中V1（炉冷）、 V2（空冷）、 V3（油冷）、 V4（水冷）代表 热处理中四种常用的连续冷却方式 炉冷 V1：随炉冷却（ 相当于退火 ），比较缓慢，它分别与 C曲线的转变开始和转变终了线相交于 1、2 点，这两点位于 C曲线上部珠光体转变区域，估计它的转变产物为 珠光体，硬度170~220HBS珠光体是奥氏体 (奥氏体是碳溶解在 γ－Fe 中的间隙固溶体 )发生共析转变所形成的 铁素体与渗碳体的共析体 得名自其珍珠般（ pearl-like ）的光泽其形态为铁素体薄层和渗碳体薄层交替重叠的层状复相物，也称片状珠光体。
空冷 V2：在空气中冷却（ 相当于正火 ），它分别与 C曲线的转变开始线和转变终了线相交于 3、4 点，位于 C曲线珠光体转变区域中下部分，故可判断其转变产物为 索氏体，硬度 25~35HRC在 中等硬度情况下，洛氏硬度 HRC 与布氏硬度 HBS 之间关系约为 1：10索氏体 : 钢经正火或等温转变 所得到的 铁素体与渗碳体的机械混合物 属于珠光体类型的组织，但其 组织比珠光体组织细 将淬火钢在 450-600 ℃进行回火，所得到的索氏体称为回火索氏体（ temperedsorbite ）回火索氏体中的碳化物分散度很大，呈球状 故比索氏体具有更好的机械性能这就是为什么多数结构零件要进行调质处理（淬火 +高温回火）的原因索氏体，是在光学金相显微镜下放大 600 倍以上才能分辨 片层的细珠光体 , 其实质是一种珠光体， 是钢的高温转变产物， 是片层的铁素体与渗碳体的双相混合组织，其层片间距较小（ 250～350nm），碳在铁素体中已无过饱和度，是一种 平衡组织 )油冷 V3：在油中的冷却（相当于 在油中淬火 ），与 C曲线的转变开始线交于 5、6 点，没有与转变终了线相交，所以仅有一部分过冷奥氏体转变为托氏体 ，其余部分在冷却至 Ms 线以下转变为马氏体组织。
因此，转变产物应是 托氏体和马氏体 的混合组织，硬度45~55HRC 托氏体 / 屈氏体 :troostite ，奥氏体等温转变所得到的由铁素体与渗碳体组成的极弥散的混合物是一种 最细的珠光体 类型组织，其组织比索氏体组织还细钢经淬火后在300~450℃回火所得到的屈氏体称为回火屈氏体，是过冷奥氏体冷却到 350~500℃左右形成的片间距约为 300~800nm的珠光体 ) （马氏体 / 麻田散铁 ，是纯金属或合金从某一 固相转变成另一固相时的产物；马氏体最先在淬火钢中发现，是由奥氏体转变成的，是碳在α铁中的过饱和固溶体 马氏体的开始和终止温度，分别称为 M始 点和 M终点；钢中的马氏体在显微镜下常呈 针状，并伴有未经转变的奥氏体 ( 残留奥氏体 ) ；钢中的 马氏体的硬度随碳量增加而增高 ；高碳钢的马氏体的硬度高而脆，而低碳钢的马氏体具有较高的韧性水冷 V4： 在水中冷却（相当于在 水中淬火 的），它 不与 C曲线相交，过冷奥氏体将 直接冷却至 Ms 以下进行马氏体转变 最后得到马氏体和残余奥氏体组织， 硬度 55~65HRC等温转变“ TTT 曲线”在连续冷却转变中的应用： 由于连续冷却“CCT转变曲线” 的测定较为困难， 而连续冷却转变可以看作由许多温度相差很小的等温转变过程所组成的 ，所以连续冷却转变得到的组织可认为是不同温度下等温转变产物的混合物。
故生产中常用 TTT曲线（ C曲线）近似地分析连续冷却过程[ 马氏体 ] ：碳在α -Fe 中的过饱和固溶体 称为马氏体，用符号“ M”表示在 MS 线以下过冷奥氏体发生的转变称马氏体转变 ，马氏体转变通常在连续冷却时进行，是一种低温转变 马氏体组织形貌：低碳马氏体组织通常呈 板条状 M；高碳马氏体组织通常呈针叶状 M马氏体转变特点：马氏体转变具有不完全性 奥氏体过冷到室温不能得到全部马氏体，而保留一定量的奥氏体，这种在冷却过程中 发生相变后仍在环境温度下存在 的奥氏体称 残余奥氏体 残余奥氏体不仅 降低钢件的硬度和耐磨性 ，而且影响钢件的尺寸稳定性，要 使残余奥氏体继续向马氏体转变 ，就要将淬火钢 继续冷却至室温以下 （如冰柜冷却至 0℃以下；干冰 +洒精可冷却至– 78℃；液氮可冷却至–183℃），即 冷处理 马氏体转变的速度极快，属 非扩散型相变 ，一般不需要孕育期马氏体转变会 引起钢的体积膨胀 由于马氏体的比容比奥氏体大，通常又是在 较大的冷却速度下发生转变，钢件内外温差大 ，所以会产生 很大的内应力 ，这是导致淬火钢出现 变形和开裂 的主要原因贝氏体，也称变韧铁，是由奥氏体在珠光体温度范围以下和马氏体点（马氏体转变开始的温度）以上的温度范围内分解而成的铁素体和渗碳体的混合体。
贝氏体分为两种，在较高温度（350～550℃）形成的称 “上贝氏体 ”，其组织在光学显微镜下呈 羽毛状；在较低温度形成的称“ 下贝氏体 ”，其组织在光学显微镜下呈 针状或竹叶状 贝氏体由于碳化物颗粒周围受腐蚀而变得比较粗糙，故在显微镜下呈 黑色1 ）退火：等温退火 将奥氏体化后的钢快冷至珠光体形成温度等温保温，使过冷奥氏体转变为珠光体，空冷至室温 球化退火 将过共析碳钢加热到 Ac1 以上 20 ～30 ℃，保温 2 ～4h ，使片状渗碳体 发生不完全 溶解断开成细小的链状或点状 ，弥散分布在奥氏体基体 上，随后的 缓冷过程中，或以原有的细小的渗碳体质点为核心，或在奥氏体中富碳区域产生新的核心，形成 均匀的颗粒状渗碳体均匀化退火（扩散退火） 将工件加热到 1100 ℃左右，保温 10 ～15h ，随炉缓冷 到 350 ℃，再出炉 空冷 工件经均匀化退火后，奥氏体晶粒十分粗大 ，必须进行 一次完全退火或正火来细化晶粒 ，消除过热缺陷 .去应力退火 将工件随炉缓慢加热到 500 ～650 ℃，保温， 随炉缓慢冷却至 200 ℃出炉空冷 主要用于消除加工应力再结晶退火 将材料加热至再结晶温度以上，保温后 缓慢冷却 的工艺方法。
完全退火 用于亚共析碳钢和合金钢的铸、锻件； 等温退火 用于奥氏体比较稳定的合金钢； 球化退火 用于共析钢、过共析钢和合金工具钢； 均匀化退火 用于高质量要求的优质高合金钢的铸锭和 成分偏析严重 的合金钢铸件； 去应力退火 用于铸件、锻件、焊接件、冷冲压件及机加工件； 再结晶退火 主要用于 去除加工硬化 残留应力退火处理有残留应力的存在， 若未经适当应力退火处理，在不当的暴露於热源下，会产生 变形的现象，另外残余应力经常时高度集中在某一局部区域，因此会 局部降低制品的机械强度 为避免这些问题，我们必须采用残余应力退火处理此处理是将制品 缓慢而均匀的加热至一低於向变化点之温度 ，然后置於此温度一段时间 ，再缓慢而均匀的逐步冷却 下来，在此过程中最重要的是必须 保持制品各区域之冷却速度相同 ，否则冷却后，由於各区冷却速率的差异，会再度造成残余应力的出现应力退火 是利用原子在高温有微小潜变的现象，来 重组原子位置以消除应力 的存在因此材料应力退火温度随着材料之 高温潜变能力不同而有所变化去应力退火处理 主要的目的，在於 清除因锻造、铸造、机械加工或焊接所产生的 残留应力 ，这种残存应力 常导致工件强度降低、经久变形 ，并对材料韧性、延展性有不良影响，因此弛力退火热处理对於尺寸经度要求严格的工件、有安全顾虑的机械构件非常重要。
弛力退火的热处理程序 系将工件加热到 A1 点以下的适当温度，保持一段时间（不需像软化退火热处理那麽久）后，徐 缓冷至室温特别需要注意的是， 加热时的速度要缓慢 ，尤其是大型物件或形状复杂的工件更要特别注意， 否则弛力退火的成效会大打折扣正火保温后的冷却，一般可在 空气中冷却 ，但一些大型工件或在气温较高的夏天，有时也采用 吹风或喷雾冷却正火后组织与性能正火实质上是 退火的一个特例 两者不同之处，主要在于正火 冷却速度较快 ，过冷度较快，因而发生了 伪共析转变，使组织中 珠光体增多 ，且珠光体的片层间距变小 正火 后的强度、硬度、韧性都比退火后的 高，且塑性也并不降低正火的应用正火与退火相比，钢的 机械性能高，提价简便，生产周期短，能耗少，故在可能条件下，应优先考虑采用正火处理目前的应用如下：1. 作为普通结构零件的 最终热处理2. 改善低碳钢和低碳合金钢的切削加工性3. 作为中碳结构钢制作的较重要零件的 预先热处理 4. 消除过共析钢中风状二次渗碳体，为 球化退火作好组织准备5. 一些大型的或形状较复杂的零件， 淬火可能有开裂的危险 ，正火也往往代替淬火、回火处理 ，而作为这类零件的最终热处理。
为了增加低碳钢的硬度 ，可适当提高正火温度 制程退火 ：由於材料经过相等程度 冷加工后，会有 加工硬化 的现象，以至无法做进一步的加工因此我们必须 於制程中加入一退火步骤来消除此种不利的加工硬化现象此类退火处理统称为 制程退火球化处理 在退火处理后能获得球状之碳化物之一种处理一般可采用以下几种方法得到a. 长时间热浸置於略低於 Ae 之温度 b. 轮番加热及冷却於 Ae 温度上下〈最好刚刚高於 Ac 及低於 Ar 〉c. 加热至高於 Ac ，然后慢慢在 炉中冷却 ，或停留 Ar 一长时间 均匀化处理 （Homogenization ）利用在高温进行长时间加热，使内部的化学成分充分扩散，因此又称为『 扩散退火 』加热温度会因钢材种类有所差异， 大钢锭通常在 1200 ℃至 1300 ℃之间进行均匀化处理， 高碳钢在 1100 ℃至 1200 ℃之间， 而一般锻造或轧延之钢材则在 1000 ℃至 1200 ℃间进行热处理球化退火 主要的目的，希望藉由热处理使钢铁材料内部的 层状或网状碳化物凝聚成为球状 ，使改善钢材之切削性能及加工塑性 ，特别是高碳的工具钢更是需要此种退火处。