对金属而言，强化机制（提高强度，也相当于提高硬度）类型主要有四种
位错强化、细晶强化、固溶强化、沉淀强化；钢主要有
渗碳体
、
马氏体、贝氏体（分为上贝氏体、下贝氏体）、
奥氏体、
铁素体等相。碳化物最硬，马氏体其次，贝氏体再其次，奥氏体和铁素体硬度较低。
钢的淬火是将钢加热到
临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上某一温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的
热处理工艺。淬火后得到的组织为马氏体组织或贝氏体组织，这两种组织硬度比较高。其硬度提高主要与位错强化、固溶强化、沉淀强化有关。
融入
固溶体中的溶质原子造成晶格畸变，晶格畸变增大了位错运动的阻力，使滑移难以进行，从而使合金固溶体的强度与硬度增加。这种通过融入某种溶质元素来形成固溶体而使金属强化的现象称为固溶强化。
马氏体为是碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体。马氏体内部有较多位错，这也是部分强化部分原因，当淬火后回火，析出渗碳体也能提高硬度。
上贝氏体由许多从奥氏体晶界向晶内平行生长的条状铁素体和在相邻铁素体条间存在的断续的，短杆状的渗碳体组成。下贝氏体由含碳过饱和的片状铁素体和其内部析出的微细的碳化物组成。
淬火产生什么变化？主要是原子排列方式发生变化，而引起组织和性能变化