對于鋼鐵材料，由于鍛造成形時，經(jīng)歷加熱、變形和冷卻過程，鍛件因材料成分和鍛件大小而呈現(xiàn)出不同的組織狀態(tài)，歸納起來主要有以下兩點。
1.中小鍛件（150kg以下）組織狀態(tài)
這類鍛件主要使用軋制型材的坯料模鍛成形，對亞共析鋼（中碳鋼，中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼），終鍛后空冷到室溫時,一般得到粗大塊狀鐵素體和層片狀珠光體組織；對過共析鋼，特別是高碳高合金鋼，終鍛后級冷，一般可獲得較粗大退火態(tài)組織。又由于鍛件形狀截面差異及冷卻的不可控，其組織往往不均勻，同時由于溫度應(yīng)力（又稱熱應(yīng)力）和組織應(yīng)力的作用，鍛件內(nèi)會產(chǎn)生殘余內(nèi)應(yīng)力，所以必須采用熱處理工藝予以改善和消除。
2.大鍛件組織狀態(tài)
在10MN以上鍛造液壓機生產(chǎn)的自由鍛件（軸類件大于5t，盤類件大于2t)—般稱大鍛件,這類鍛件一般采用鋼錠直接鍛造成形。由于鍛造時，其加熱次數(shù)多（6火或更多〉、變形不均勻、截面差異大、材料合金程度高等原因，大塑鍛件組織最突出的特征是殘留氫含最商、組織不均勻程度嚴(yán)重存在（混晶現(xiàn)象），這是影響大鍛件性能的重要因素，因此也是大鍛件熱處理工藝設(shè)計需要里點解決的問題。
金屬熱處理是通過內(nèi)部組織轉(zhuǎn)變，即相變或組織調(diào)整獲得所需性能的工藝過程，相變是熱處理的基礎(chǔ)和金屬可以通過熱處理改變其性能的根據(jù)。加熱、保溫和冷卻則是促使鋼中發(fā)生相變，以獲得預(yù)期性能的組織手段，所以其主體技術(shù)就是加熱、保溫和冷卻。
根據(jù)加熱溫度區(qū)間和冷卻速度不同，鋼鐵零件整體熱處理工藝分為退火、正火、淬火和回火，俗稱“四把火”。由于回火主要用于調(diào)整淬火組織及相應(yīng)性能（硬度等），因此兩者往往一起使用，稱為“淬火與回火”,其中淬火加高溫回火也稱調(diào)質(zhì)熱處理。
