奥氏体冷却至临界温度以下，在热力学上处于不稳定状态，冷却时要发生分解转变。这种在临界转变温度以下存在且不稳定的、将要发生转变的奥氏体称为过冷奥氏体。冷却过程是钢的热处理的关键工序，它决定钢在冷却后的组织和性能。钢在奥氏体化后通常有两种冷却方式：连续冷却方式和等温冷却方式。连续冷却方式是指钢在高温奥氏体状态一直连续冷却到室温。等温冷却方式是指将钢从奥氏体状态迅速冷却到临界温度以下的某一温度，使其发生恒温转变，然后再冷却下来。