熱處理工序，特別是終的熱處理工序，是決定環形鍛件的組織與性能的。對環形鍛件而言，組織和性能要求非常高，而且是各式各樣的。為達到此目的，先調質處理，得到強韌性較好的索式體組織，然后再采用差溫熱處理，即在表面一定深度上，加熱到奧氏體化溫度以上，使之轉變為奧氏體，再急冷，使表面形成耐磨的馬氏體或貝氏體組織；而心部仍保持強韌性較好的索式體組織。這就是將環形鍛件全部加熱到奧氏體化溫度以上，要求熱透，然后采用急冷、深冷工藝，力爭心部也淬透。

       熱處理過程不論加熱，還是冷卻，在環形鍛件中都有一個傳熱過程，環形鍛件表面和心部自然會有一個溫度差。環形鍛件內部各點溫度不一樣，膨脹量就不一樣，而物體要保持連續完整性，則在各質點間產生附加的內應力，是為熱應力。同時，由于溫度分布不均勻，而且各質點溫度變化速率也不一致，因此發生組織轉變的時間和轉變量多少也不一致，由組織轉變產生體積變化量也不一致，這也會產生質點間的附加內應力，是為組織應力。通常將溫度應力和組織應力統稱為熱處理的內應力。冷卻到后保留下來的內應力稱為熱處理的殘余應力。一般來說，熱處理的內應力是有害的，但往往又是不可避免的。環形鍛件越大，冷速越快，則內應力也越大，嚴重時可導致淬火時開裂，或使環形鍛件早期失效。如何做到既能保證嚴格的性能要求，又能使殘余應力盡可能的小，則是制訂工藝和控制生產至關重要的問題。