淬火熱處理通常把鋼加熱到某一適當溫度,如亞共析鋼加熱至AC3(表示鋼在加熱時鐵素體全部溶入奧氏體的臨界點)以上30——60℃,保持一定時間后,使其急速冷卻的工藝過程稱為淬火。淬火可采用水或油作為冷卻介質。淬火可以提高金屬工件的硬度及耐磨性,因而廣泛用于各種工、模、量具及要求表面耐磨的零件(如齒輪、軋輥、滲碳零件等)。通過淬火與不同溫度的回火配合,可以大幅度提高金屬的強度、韌性及疲勞強度,并可獲得這些性能之間的配合(綜合機械性能)以滿足不同的使用要求。另外淬火還可使一些特殊性能的鋼獲得一定的物理化學性能,如淬火使永磁鋼增強其鐵磁性、不銹鋼提高其耐蝕性等。淬火熱處理工藝主要用于鋼件。
不銹鋼光亮淬火后,可使其硬度和強度有很大提高,并能改善某些物理化學性能。但由于快速冷卻,會出現內應力,塑性和韌性也有所降低。為提高鋼的綜合性能,通常在淬火后再經高溫回火處理的工藝稱調質處理。