冷却方式是决定热处理组织和性能的主要因素。热处理冷却方式分为等温冷却和连续冷却。
1、等温冷却转变
       等温冷却转变：钢经奥氏体化后，迅速冷至临界点(Ar1或Ar3)线以下，等温保持时过冷奥氏体发生的转变。
       等温转变曲线：可综合反映过冷奥氏体在不同过冷度下等温温度、保持时间与转变产物所占的百分数（转变开始及转变终止）的关系曲线，称“TTT图”，T——time，T——temperature，T——transformation”，又称为“C曲线”。

　　　　　　　　　　　共析钢的等温转变图建立过程示意图（TTT曲线，C曲线）
       

　　等温转变产物及性能：用等温转变图可分析钢在A1线以下不同温度进行等温转变所获的产物。根据等温温度不同，其转变产物有珠光体型和贝氏体型两种。
       高温转变：转变温度范围为A1～550℃ ，获片状珠光体型（F+P）组织。
       依转变温度由高到低，转变产物分别为珠光体、索氏体、托氏体，片层间距由粗到细。其力学性能与片层间距大小有关，片层间距越小，则塑性变形抗力越大，强度和硬度越高，塑性也有所改善。
       中温转变：转变温度范围为550℃～MS，此温度下转变获贝氏体型组织，贝氏体型组织是由过饱和的铁素体和碳化物组成的，分上贝氏体和下贝氏体。
550～350℃范围内形成的贝氏体称为上贝氏体，金相组织呈羽毛状；
350～MS范围内形成的贝氏体称为下贝氏体，金相组织呈黑色针状或片状，下贝氏体组织通常具有优良的综合力学性能，即强度和韧性都较高。
       等温转变温度--组织--性能变化规律：等温转变温度越低，其转变组织越细小，强度、硬度也越高，见下表。