淬火是將工件加熱保溫，然后在水、油或其他無機鹽、有機水溶液等淬火介質中快速冷卻。淬火后，鋼變硬，但同時變脆。為了降低鋼件的脆性，將淬火后的鋼件長時間保持在高于室溫但低于650℃的適當溫度下，然后冷卻。這個過程叫做回火。退火、正火、淬火、回火是整個熱處理中的“四火”，其中淬火和回火關系密切，所以經常一起使用，缺一不可。

    隨著加熱溫度和冷卻方式的不同，“四火”演變出不同的熱處理工藝。為了獲得一定的強度和韌性，將淬火和高溫回火相結合的工藝稱為調質。有些合金淬火形成過飽和固溶體后，長時間保持在室溫或稍高的溫度，以提高合金的硬度、強度或電磁性。這種熱處理過程稱為時效處理。

   整體熱處理是將工件整體加熱，然后以適當的速度冷卻，改變其整體機械性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵的整體熱處理有四個基本工序:退火、正火、淬火和回火。

   退火是將工件加熱到合適的溫度，根據材料和工件尺寸采用不同的保溫時間，然后慢慢冷卻。目的是使金屬內部組織達到或接近平衡狀態，獲得良好的工藝性能和使用性能，或為進一步淬火做好組織準備。正火是將工件加熱到合適的溫度，然后在空氣中冷卻。正火的效果類似于退火，只是得到的顯微組織更細，常用于提高材料的切削性能，有時也作為一些要求不高的零件的最終熱處理。