فولاد از نظر خواص مناسبی که در عمل دارد، یکی از مهمترین مواد فلزی است. یکی از پرکاربرد ترین این فولادها، فولاد قابل عملیات حرارتی است. یکی از دلایل عمده‌ای که می‌توان فولادهایی با خواص مختلف بدست آورد، همان تبدیل ساختمان کریستالی آهن از آلفا به گاما با تغییر درجه حرارت می‌باشد.

این تبدیل مطابق با نمودار آهن-کربن می‌تواند در حد زیادی تحت تاثیر کربن قرار گیرد. برای مثال سختی و استحکام در فولادهای سریع سرد شده (آب داده شده) بستگی به میزان درصد کربن موجود در آنها دارد.

فولاد های قابل عملیات حرارتی، فولادهایی هستند که بدلیل دارا بودن گستره وسیعی از خواص مکانیکی به ویژه مواقعی که استحکام دینامیکی و چِقِرمِگی لازم است مورد استفاده واقع می شوند. این فولادها بسته به نوع کاربردشان حاوی عناصر آلیاژی از جمله کروم، نیکل، مولیبدن و منگنز می باشند. انجام عملیات حرارتی بر روی این فولاد خواص مکانیکی آنها را بصورت قابل توجهی افزایش می دهد.

از موارد کاربرد این قبیل فولادها می توان به میل لنگ، محوربازوهای اکسل، شفت های توربین و ژنراتور، چرخ دنده ها، پیچ و مهره اشاره نمود، غلتک های صنایع سیمان و فولاد، تجهیزات سرچاهی نفت و فلنچ ها اشاره نمود.