鑄鋼件的熱處理由加熱、保溫和冷卻三個階段組成。
加熱：加熱是熱處理過程中能耗最大的工序。加熱過程的主要技術是選擇適當的加熱方式加熱速率及裝料方式。
保溫：保溫鑄鋼件奧氏體化保溫溫度應根據鑄鋼的化學成分和要求的性能選定。一般比類同成分的鍛鋼件略高20℃左右。對亞共析鋼鑄件，以碳化物能較快地溶入奧氏體，并兼顧奧氏體能保持細晶粒為原則。鑄鋼件熱處理保溫時間的確定應考慮兩個方面因素：一是使鑄件表面與心部溫度均為一致，二是組織均勻化。因此保溫停留時間主要取決于鑄件的導熱性能、斷面壁厚及合金元素等因素。
冷卻：鑄鋼件在保溫后可采取不同的速率冷卻完成鋼中相的轉變，以獲得所要求的金相組織，并達到規定的性能指標。一般說來，加大冷卻速率有利于獲得良好的組織狀態并細化晶粒，從而提高鋼的力學性能。但太大的冷卻速度容易使鑄件產生較大的應力，對于結構復雜的鑄件可能導致變形或開裂。
