冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度比較慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求，例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進行淬硬。

金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學熱處理三大類。根據(jù)加熱介質、加熱溫度和冷卻方法的不同，每一大類又可區(qū)分為若干不同的熱處理工藝。同一種金屬采用不同的熱處理工藝，可獲得不同的組織，從而具有不同的性能。鋼鐵是工業(yè)上應用較廣的金屬，而且鋼鐵顯微組織也比較復雜，因此鋼鐵熱處理工藝種類繁多。

使金屬經(jīng)受極高的熱量不僅會影響其結構，電阻和磁性，還會使其膨脹。熱膨脹是不言自明的。金屬在經(jīng)受特定溫度時會膨脹，特定溫度會根據(jù)金屬而變化。金屬的實際結構也會隨著熱量而變化。稱為同素異形相變，熱量通常會使金屬更軟，更弱并且更具延展性。延展性是將金屬拉伸成金屬絲或類似材料的能力。熱量也會影響金屬的電阻。金屬越熱，電子散射越多，從而使金屬對電流的耐受性更高。

在真空度低于金屬或合金的相應分解壓力時，其氧化物會發(fā)生分解，形成游離氧并立即被排出真空室外，使工件內(nèi)部的質量得到提高。

由于鋼鐵零件的坯料在冶煉時會吸入大氣中少量的氫氣、氮氣、一氧化tan等氣體，從而產(chǎn)生微小氣孔，易造成氫脆等缺陷，硬質合金。在壓制時也會有空氣進入，所以對于工模具鋼來說，通過真空技術可以將工件內(nèi)部的殘余氣體抽掉，使組織得到純凈。對于硬質合金來說，通過真空處理同樣可以將工件內(nèi)部的殘余氣體抽掉。