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与加热工艺紧密相关的一个工艺是热处理工艺，两者之间非常相似。热处理工艺过程也是温度、组织和应力之间相互作用的一个复杂的过程，不过两者相变的方向及热量的传递方向刚好相反。在金属材料的热处理领域中，人们从 20 世纪 70 年代就开始关注热处理过程的计算机数值模拟，淬火、回火和渗碳工艺是研究的热点问题，得到了广泛的研究。
国外 20 世纪 70 年代有学者开始研究组织转变、应力和应变行为。到 80 年代先后建立了温度-相变耦合、温度-相变-应力三因素耦合的数学模型。经过各国学者的不断努力，加热数学模型和计算机模拟研究取得了很大进展，求解非线性瞬态温度场的数值方法已相当成熟，非等温的连续加热相变计算、温度场-相变耦合模型等研究成果为相变过程的计算机模拟创造了条件。在热应力与组织应力的计算方面，近年来采用有限单元法和热弹塑性模型，在应变量计算中考虑了弹性应变、塑性应变、热应变、相变应变和相变超塑性，在塑性区处理中考虑了屈服模型和应变强化效应。一些文献还报道了应力对相变动力学的影响。工件加热过程是温度、相变、应力相互作用的过程，上述一系列研究成果为工件加热过程建立温度-相变-应力相互耦合的数学模型，以及进行计算机模拟仿真打下了理论基础。江苏大学的崔志坤建立金属工件加热过程的温度场、相组织场和热应力场耦合数学模型，并运用MATLAB7.4 软件编制计算程序实现了对长圆柱状工件在加热过程中温度场、组织场和热应力场的监控。昆明理工大学的张翠敏用有限差分法建立了钢坯内部温度场的模型，准确地预报了钢坯在加热过程中内部温度场数据，并通过图形处理软件OpenGL实现了钢坯内部温度场的可视化。上海交通大学的雷雪运用MSC.MARC有限元模拟软件对低压转子淬火前的加热工艺进行了优化，保证了加热结束时转子表心温差不超过 10℃，基本达到均温转子全部奥氏体化，并有效降低了加热过程中产生的最大热应力值。利用数值模拟的方法制定钢锭在加热规范只有华南理工大学的向可曾做过相关的研究，得到钢锭在加热过程中的温度场和应力场。
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