原始奥氏体晶粒小的好处是，相变时产生的马氏体片也小。这不仅提高强度，而且也改善延性和韧性。一种能大大细化原奥氏体晶粒的方法是，用很快的速率加热至奥氏体化温度，并在刚高于A_C3温度处作非常短时间的保温。这时可用瞬间过热来溶解碳化物，而又不至于粗化奥氏体晶粒。

由于马氏体晶粒细化以及淬火时位错密度的提高，这种处理能使屈服应力提高约10%。位错密度提高的原因还不很清楚，但在200℃以下的回火不能消除这些位错，于是冲击性能变差。提高回火温度确能消除位错，这时性能主要由极细的回火马氏体片尺寸控制。采用400℃以上的回火温度，快速热处理能改善冲击性能，但效果不很大。有证据表明，奥氏体形变热处理前，如果不用普通奥氏体化而采用快速热处理，强度虽只有少量提高，但韧性却大大提高。原因主要是快速奥氏体化产生的晶粒细。

快速奥氏体化处理，用于显著改善超高强度钢的强度和韧性，主要还局限于实验室研究。尚有许多控制上的问题存在。因为钢的热学参数使作这样热处理的零件截面尺寸受到限制，除非有的只要求表面薄层的性能。