為能制訂合理的、優(yōu)化的工藝方案，就需要對熱處理過程的規(guī)律有清楚的了解。熱處理過程是復(fù)雜的。有溫度、組織、應(yīng)力應(yīng)變的變化，變化是不均勻的，而且相互影響，其關(guān)系如下所示，今天我們以淬火為例，來說明其相互關(guān)系。
1.溫度對組織的影響。溫度的具體值和冷卻速率決定不銹鋼鍛件該部位是否發(fā)生組織轉(zhuǎn)變？變成什么組織？轉(zhuǎn)變量的多少。組織不同，熱物性參數(shù)、力學(xué)性能參數(shù)不同。
2.組織對溫度的影響。主要是發(fā)生組織轉(zhuǎn)變時，會吸收或放出潛熱，而影響溫度分布和熱傳導(dǎo)過程。
3.溫度對應(yīng)力的影響。是指由于不銹鋼鍛件內(nèi)溫度分布不均，各質(zhì)點膨脹量不同而產(chǎn)生熱應(yīng)力。
4.應(yīng)力對溫度的影響。是指由應(yīng)力引起變形而做的功，部分會轉(zhuǎn)化成熱能，而影響溫度分布和 換熱過程。一般認為熱處理過程產(chǎn)生的變形很小，這部分可略去不計。
5.組織對應(yīng)力的影響。由于不銹鋼鍛件內(nèi)部溫度分布不均勻，冷速不一致，導(dǎo)致組織轉(zhuǎn)變不能同步進行，而產(chǎn)生組織應(yīng)力。此外，實驗中還發(fā)現(xiàn)，在組織轉(zhuǎn)變過程中施加載荷，盡管載荷應(yīng)力沒有達到屈服點，仍會有一定塑性變形量，稱為相變塑性。
6.應(yīng)力對組織的影響。試驗表明，當材料進行等溫轉(zhuǎn)變時，加載荷比無載荷時，可縮短孕育期和完全轉(zhuǎn)變時間，即在應(yīng)力作用下，可轉(zhuǎn)變組織轉(zhuǎn)變的初始轉(zhuǎn)變時間和終止轉(zhuǎn)變時間?；蚋淖兂跏嫁D(zhuǎn)變溫度及終止轉(zhuǎn)變溫度和臨界冷卻速度。
像熱處理這樣復(fù)雜的物理過程，若想從理論上準確描述，應(yīng)是溫度場、組織場和應(yīng)力場三者耦合求解。用傳統(tǒng)的解析方法求解，幾乎是不可能的。過去能做到的只是局部求解溫度場或熱應(yīng)力，在相對比較簡單的情況下可得解，與實際情況距離較大。
