材料在热加工处理过程的行为、性能以及形成的使用功能，从根本上讲是由热处理过程相应的微观组织特征所决定的。研究材料热加工过程的微观组织图像演变规律，一方面，可以深入研究材料使用功能的形成机制；另一方面，如同建立材料性能与微观组织参数的定量关系一样，可以建立微观组织参数与材料所在气氛温度的定量关系。因此，研究材料性能、微观组织和气氛温度三者的关系，有助于精确控制材料性能的形成和最大限度的实现热加工过程的节能降耗。 材料热加工处理过程的微观组织图像属于一种纹理图像，微小的晶体以有序或者无序的排列形式存在，分布的晶体在数量上的大量性和形状分布的多样多变性，使得微观组织演变图像的纹理特性研究很难深入，目前基本停留在人为观察对比和人工计数统计研究阶段。至今为止的研究表明，定量描述材料的微观组织图像特征，图像分析方法具有不可替代的作用。然而，如何对材料微观组织的截面(金相磨面)图像进行分析，从二维截面图像中获取二维图像的定量信息，以及通过体视学原理进一步获取有关三维几何形态的定量信息，从而直接用于建立组织结构与材料性能或功能间的定量关系。因此，建立对材料微观组织截面二维图像定量信息的分析与提取方法，至关重要。 本论文针对不同气氛温度下材料热加工处理过程中二维截面微观组织图像，利用数字图像分析与处理方法，研究不同材料同一温度的微观组织图像，以及同一材料不同温度多时段多截面的微观组织图像。建立静态和动态的微观组织图像的分析与研究方法，以揭示不同条件下材料热加工处理过程中晶体微观组织的演变规律。 本论文的研究结果，将为低耗能热加工炉的优化设计提供精确的热工参数，同时也为有效控制热加工材料的使用性能提供新的理论依据。本课题的完成，有助于改变我国钢铁企业耗能大户的旧面貌，也有利于推进我国在微观晶体研究水平上研发新功能材料的步伐。