仅对表面进行热处理的工艺，如火焰淬火、感应淬火等。
奥氏体的晶粒越细小、均匀，冷却后的室温组织越细密，其强度、塑性和韧性比较高。
（1）马氏体转变是在一个温度范围内（Ms~Mf）连续冷却完成的，马氏体点Ms和Mf主要与奥氏体的含碳量有关。
（2）马氏体转变具有不完全性。如果把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（如冰柜冷可却至0℃以下；干冰+洒精可冷却至–78℃；液氮可冷却至–183℃），这种处理方法叫做冷处理。对于如精密刀具、精密量具、精密轴承、精密丝杆等一些尺寸要求高的工件均应在淬火后进行冷处理。
（3）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。
（4）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，应引起足够的重视。
珠光体向奥氏体化是扩散型相变，转变过程分为四个阶段。
1）奥氏体的形核
将共析钢加热到Ac1温度以上，奥氏体晶核优先在铁素体和渗碳体相界面上形核。这是因为相界面上原子排列不规则，偏离了平衡位置，处于能量较高的状态，并且相界面上碳浓度处于过渡状态（即界面一侧是含碳量低的铁素体，另一侧是含碳量高的渗碳体），容易出现碳浓度起伏，因此相界面上了具备形核所需的结构起伏（原子排列不规则）、能量起伏（处于高能量状态）和浓度起伏，所以，奥氏体晶核优先在相界面上形核。
2）奥氏体的长大
在相界面上形成奥氏体晶核后，与含碳量高的渗碳体接触的奥氏体一侧含碳量高，而与含碳量低的铁素体接触的奥氏体一侧含碳量低。这必然导致碳在奥氏体中由高浓度一侧向低浓度一侧扩散。碳在奥氏体中的扩散一方面促使铁素体向奥氏体转变，另一方面也促使渗碳体不断地溶入奥氏体中。这样奥氏体就随之长大了。
实验证明：铁素体向奥氏体的转变速度，通常要比渗碳体的溶解速度快得多，因此铁素体总比渗碳体消失得早。铁素体的消失标志着奥氏体长大结束。
3）残余渗碳体的溶解
铁素体消失后，随保温时间的延长，剩余渗碳体通过碳原子的扩散，逐渐溶入奥氏体中，直至渗碳体消失为止。
4）奥氏体的均匀化
渗碳体完全消失后，碳在奥氏体中的成分是不均匀的，原先是渗碳体的位置碳浓度高，原先是铁素体的位置碳浓度低。随着保温时间的延长，通过碳原子的扩散，得到均匀的、共析成分的奥氏体。
总之，共析钢的奥氏体化过程包括：奥氏体形核、奥氏体长大、残余渗碳体的溶解和奥氏体均匀华四个阶段。
如果加热温度过高，或者保温时间过长，将会促使奥氏体晶粒粗化。奥氏体晶粒粗化后，热处理后钢的晶粒就粗大，会降低钢的力学性能。
1）奥氏体的晶粒度及其控制
奥氏体晶粒度是指将钢加热到相变点以上某一温度，保温一段时间后，所得到的奥氏体晶粒的大小。若所获得的奥氏体晶粒细小，则冷却后转变产物的组织也细小，其强度、韧性都较高。国家标准将晶粒度级别分为12级。
不同的钢在规定的加热条件下，奥氏体晶粒长大的倾向性不同。刚形成的奥氏体晶粒都很细小，若继续升温或保温，奥氏体的晶粒便会长大。长大有良种情况：一种是随着加热温度的升高晶粒长大较快，具有这种特性的钢称为粗晶粒钢；另一种是随着加热温度的升高经理不容易长大，但加热到930℃以上时，经理将迅速长大，具有这种特性的钢称为细晶粒钢。
炼钢时，用锰铁脱氧的钢多属于粗晶粒钢，用铝脱氧的钢多属于细晶粒钢。沸腾钢是粗晶粒钢，镇静钢是细晶粒钢。
2）奥氏体晶粒度的控制
欲使钢在热处理加热时奥氏体晶粒不粗化，必须考虑以下几个方面的因素：
1.加热温度与保温时间：
加热温度愈高，晶粒长大速度愈快，奥氏体的晶粒也就越粗大。随着保温时间的延长，晶粒不断长大。在保证工件完全热透并获得均匀奥氏体的前提下，应尽量降低加热温度和保温时间。一般都是将钢加热到相变点以上某一适当的温度。
2.加热速度：
加热速度愈快，过热度愈大，奥氏体形核率大于长大速度，易获得细小的起始晶粒。但需严格控制保温时间，若保温时间过长，晶粒反而更粗大。因此，生产上采用快速加热和短时间保温的方法来细化晶粒。
3.钢的原始组织及成分：
钢的原始组织愈细，则相晶界愈多，使奥氏体晶核数量增加，有利于获得细晶粒组织。
随着奥氏体中碳的质量分数的增加，奥氏体晶粒长大的倾向性也增加。当奥氏体晶界上存在未溶化的残余渗碳体时，未溶的渗碳体有阻碍奥氏体晶粒长大的作用。
钢的热处理是指在固态下，将钢加热到一定的温度、保温一定的时间，然后按照一定的方式冷却到室温的一种热加工工艺。具体的热处理工艺过程可用热处理工艺曲线表示。从该曲线可以看出：热处理过程由加热、保温、冷却三阶段组成，影响热处理的因素是温度和时间。
将工件置于适当的活性介质中加热、保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理，如渗碳等。
钢能进行热处理，是由于钢在固态下具有相变。通过固态相变，可以改变钢的组织结构，从而改变钢的性能。钢中固态相变的规律称为热处理原理，它是制定热处理的加热温度、保温时间和冷却方式等工艺参数的理论基础。热处理原理包括钢的加热转变、冷却转变和回火转变，在冷却转变中又可分为：珠光体转变、贝氏体转变和马氏体转变。
1.马氏体转变的无扩散性和共格切变性，共格切变产生浮凸。
马氏体转变温度低，铁和碳原子无法扩散，铁的晶格改组是通过切变完成的。在切变过程中，铁原子移动的距离不超过一个原子间距，马氏体和奥氏体保持共格关系，即相界面上的原子既处于马氏体晶格的阵点位置上，又处于奥氏体晶格的阵点位置上。马氏体转变后，因为共格切变而产生浮凸现象。
2.马氏体转变需要快速冷却和深度过冷。
马氏体转变时的冷却速度必须大于临界淬火速度，这是为了避开珠光体转变和贝氏体转变。由于马氏体转变的晶格改组不是通过扩散，而是通过切变完成的，切变需要的驱动力是很大的，而驱动力由过冷度提供，所以马氏体转变必须深度过冷。
3.马氏体转变是在连续冷却的条件下形成的，且转变速度极快。
当奥氏体快速冷却至Ms点以下，马氏体开始形成。随温度的不断降低，马氏体量逐渐增加。如果停止降温，转变随即停止，这意味着：马氏体不能在等温条件下形成，只能在连续冷却的条件下才能形成。马氏体转变必须深度过冷，过冷度极大，相变驱动力也很大，故降温过程中马氏体的形核和长大速度极快，瞬时形核，瞬时长大。
4.马氏体转变不能100%完成，总有或多或少的残余奥氏体（A’）存在，这称为马氏体转变的不完全性。马氏体转变的不完全性有2层含义：
（1）一般淬火都是冷却至室温，而某些钢的马氏体转变结束温度Mf点低于室温，当淬火冷却至室温时，仍保留部分未转变的过冷奥氏体，通常称为残余奥氏体，用A’表示。
（2）即使继续过冷至Mf点以下，也不能得到100%的马氏体组织，总有少量残余奥氏体存在。这是因为马氏体转变时会发生体积膨胀，体积膨胀对未转变的奥氏体产生压应力，阻碍残余奥氏体向马氏体的转变。
5.残余奥氏体量随含碳量和合金元素（除钴和铝外）含量的增大而增加。
含碳量和除钴和铝外的合金元素含量的增加，均降低Ms和Mf点，使马氏体转变后，残余奥氏体量增加。
1）根据加热、冷却方式的不同，热处理可分为：普通热处理，表面热处理和特殊热处理。普通热处理又包括退火、正火、淬火和回火，俗称四把火。表面热处理又包括：表面淬火和化学热处理。特殊热处理又包括形变热处理和真空热处理。
2）根据生产流程，热处理可分为：预备热处理和最终热处理。前者是指为满足工件在加工过程中的工艺性能要求进行的热处理，主要有退火和正火。而后者是指工件加工成型后，为满足其使用性能要求进行的热处理，主要有淬火和回火。