1、淬火階段。

這一工序由布置在機架的水冷系統組成。合理有效的水冷設備可以使軋件在此處得以劇烈冷卻。在軋件表面，其冷卻值超過馬氏體臨界值，因而可以在表面形成馬氏體結構。      

2、回火階段。

此時，軋件經過水冷系統后暴露在空氣中，芯部的熱量會傳到表層，對表面進行回火，即所謂的自回火。     

3、冷卻階段。

此階段發生在后面，主要是芯部的奧氏體進行等溫相變，獲得最終的金相組織狀態。    

在線熱處理是改善質量的一個有效方法，其可以改善軋件的內部組織結構，從而獲得較好的機械強度。軋件的在線熱處理可以通過淬火形成表層的馬氏體組織，又通過芯部熱量外傳，對表層馬氏體自回火，使表層得到回火馬氏體組織。而芯部由于表層的冷卻，致使溫降較大，從而細化了生成的珠光體組織，這不僅增大了表層的硬度，而且使芯部組織也得以改善。此外，在線熱處理能增強鋼板的機械性能，并減少碳和合金元素的含量。在線熱處理是把控制加熱、控制軋制和控制冷卻三者結合成一個完整的節能型生產工藝，因此能節約大量能源、降低成本。