金屬材料性能優良，價格相對便宜，已經被廣泛地應用于各個領域，金屬材料所固有的各方面的性能潛力也更多地被人們挖掘出來，發揮作用。在人類使用合金材料的發展史上，人們長期追求的中心目標就是如何達到合金的高強度，隨之發展的就是各種強化技術。實踐證明，當合金的強度提高時往往伴隨其韌性和塑性下降，也就是脆性在加大。如何在提高強度的同時韌性和塑性不降低即強韌性的配合，就是現在討論的強韌化問題。隨著科學技術的飛速發展和社會需求的多樣化，提高常用材料強韌性指標是挖掘材料性能潛力的關鍵。

我們經常用到的性能大多數是發球結構敏感的性能，它們與材料的組織結構、晶粒大小、加工工藝等密切相關。強韌化問題的主要著眼點在于解決強化與韌性這對矛盾，并在一定條件下統一起來。簡單地說，強度是在給定條件（溫度、壓力、應力狀態、形變速度和周圍介質等條件）下材料達到給定變形量時所需要的應力，或材料發生破壞的應力。強度的來源泉是原子間鍵合力，取決于元素本質的基本性質。

人們從長期的制造和使用過程中不斷地積累經驗并進行研究和開發，已經清楚地知道，金屬的結構、組織、成分以及對這些因素起決定性作用的工藝這四個相互關聯的因素是決定金屬材料性能的因素。但根本因素是材料的內部的組織、結構，有什么樣的組織結構就有什么樣的性能，而工藝往往是針對固定成份的鋼種達到想要的力學性能，即得到需要的組織結構。

這里指的結構是廣義的，是指構成材料的原子（分子、離子或者原子團）在固體材料內部三維空間的排列方式和組態，例如，體心立方、堆垛層錯、位錯、晶界等這樣一些概念。結構主要取決于原子間結合特性和原子的本質，所以說結構是描述原了級別的三維特征的信息。

組織這個概念，在材料科學領域中有特別重要的意義，因為無數事實證明，成分相同的材料在相同的工作環境下，由于組織不同而表現出截然不同的性能或壽命。組織可以是肉眼觀察到的，也可以是放大鏡、光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡或掃描力顯微鏡觀察到的金屬截面、斷面上的具有足夠景深、富有立體感的圖像或薄膜試樣上觀察到的一定厚度試樣的立體形態的平面重疊形貌。組織這一概念可以簡要地理解為人們研究金屬材料時所觀察到的形貌或形態。

與上述兩個因素相比較，一定成分的材料，可以適當的工藝改變這些因素，或者這些因素中的一部分以達到改變金屬材料力學性能的目的。

前面講到了金屬材料的表面強化方法，表面強化與整體強化一樣，如何保證強韌性化是發揮強化效果的前提條件，即找出與強化效果相匹配、適合使用條件的最佳工藝。當然最優化的熱處理工藝不可能是千篇一律的，同種材料的各項性能都會因熱處理方法及其工藝參數的不同而改變，各項性能指標又常常此消彼長。選擇合適的熱處理工藝參數、獲得與工件的使用狀況和失效方式相適應的最佳綜合性能，才有可能制造出高質量的產品，這就是熱處理與表面改性技術的特點、難點和魅力之所在。