鋼的加熱轉變是為了獲得均勻、細小的奧氏體晶粒，然而得到奧氏體組織不是最終目的。因為大多數零件、構件都在室溫下工作，所以高溫奧氏體狀態最終總是要冷卻下來。鋼從奧氏體狀態的冷卻過程是熱處理的關鍵工序。因為鋼的性能最終取決于奧氏體冷卻轉變后的組織。因此，研究不同冷卻條件下鋼中奧氏體組織的轉變規律，對于正確制定鋼的熱處理冷卻工藝，獲得預期的性能具有重要的實際意義。鋼在鑄造、軋制、鍛造、焊接以后，也要經歷由高溫到室溫的冷卻過程。這雖然不作為一個熱處理工序，但實質上也是一個冷卻轉變過程，正確控制這些過程，有利于減小或防止熱加工缺陷，改善組織和性能。

在熱處理生產中，鋼的奧氏體轉變通常有等溫冷卻和連續冷卻兩種冷卻方式：等溫冷卻方式，將奧氏體狀態的鋼迅速冷卻到臨界點以下某一溫度保溫，讓其發生恒溫轉變過程，然后再冷卻下來；連續冷卻方式，鋼從高溫奧氏體狀態一直連續冷卻到室溫。

奧氏體在臨界轉變溫度以上是穩定的，不會發生轉變。奧氏體冷卻至臨界溫度以下，在熱力學上處于不穩定狀態，冷卻時要發生分解轉變。這種在臨界點以下存在且不穩定的、將要發生轉變的奧氏體，叫做過冷奧氏體。過冷奧氏體在連續冷卻時的轉變是在一個溫度范圍內發生的，其過冷度是不斷變化的，因而可以獲得粗細不同或類型不同的混合組織。雖然這種冷卻方式在生產上廣泛采用，但分析起來比較困難。鋼在等溫冷卻的情況下，可以控制溫度和時間這兩個因素，分別研究溫度和時間對過冷奧氏體轉變的影響，從而有助于弄清過冷奧氏體的轉變過程及轉變產物的組織和性能，并能方便地測定過冷奧氏體等溫轉變圖。