材料是人类社会进步程度的主要标志和里程碑。从整个材料发展的历史来看，没有万能的材料，只有最好的材料，因此，材料使用的合理优化是十分重要的。从材料科学与工程的提出和内涵来看，材料的结构、组织和性质是属性，材料的使用效能是目标，因此材料的进化、发展、提高和创新的过程是上述要素的相互协调、相互制约、不断循环优化的过程，因此作为材料科学与工程的基本要素之一的材料合成、加工（包括热处理技术与工艺）是十分重要的环节，而失效与否则是检验材料热处理技术与工艺优劣的重要指标。下面就它们之间的内在关系简要的进行讨论，并浅谈热处理技术与工艺的作用和地位。
材料的合成/加工是组成材料科学与工程学科的4个（或5个）基本要素之一
材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其它产品的那些物质基础。人类发展的历史证明，材料是人类社会进步程度的主要标志和里程碑。先进材料则是社会现代化的先导，因此，现代科学技术发展与是与传统材料的合理优化使用和先进材料的研发紧密相关的。当今材料的发展已经从天然材料的简单使用发展到材料科学与工程的阶段。材料科学与工程是研究组成与结构、合成与生产过程、将消耗殆尽。因此，资源和能源不足将成为制约我国经济健康发展的根本因素。
材料性质及使用效能四个基本要素关系的学科。师昌绪院士考虑到在四要素中的组成与结构并非同义词，提出一个五个基本要素的模型，及成分、合成/加工、结构、性质和使用效能等五个基本要素。在上述四个基本要素（或五个基本要素）中，均将合成/加工作为一个基本要素。因此，合成/加工（包括热处理技术与工艺）是材料科学与工程学科四个（或）五个基本要素中的重要组成部分。
材料的热处理技术与工艺是达到材料使用效能的重要技术与工艺手段之一
在组成上述材料科学与工程学科的基本要素中，材料成分是基础、是前提，合成与加工是手段、是方法，结构与性质是属性、是内在性质，使用效能是目标、是表现。这里特别提到的是材料的结构/性质应该包括材料的物理、力学、化学和电化学的性质的全部属性；而材料的使用效能则是指材料在各种实际工程条件或恶劣环境下的表现，包括材料发生腐蚀、磨损、老化和断裂与否，即它的安全性、可靠性和寿命等方面的“使用效能”问题。
值得指出的是，材料与使用条件或环境组成了一个系统。系统内的各个组成部分之间相互作用和相互依存，因此，使用条件或环境对材料的使用效能的影响很大。同一种材料在不同的受力状态、环境气氛、工作介质、服役温度等呈现出不同的使用效能，例如，在一般环境下使用效能良好的材料，在腐蚀介质中的使用效能则显著降低；在光滑样品时材料的使用效能很好，但存在表面缺口或划痕的条件下，其使用效能大为下降；在高温服役环境下很好的材料，常常不能用于常温或低温，等。可以认为，在各种不同使用环境下，特别是复杂、苛刻和恶劣的服役环境下，不可能有、也没有“万能”的材料，而只有“最好”的材料。这里提出的所谓“最好”的材料是指通过材料的合成/加工，包括通过各种热处理技术与工艺，达到材料最佳的结构、组织和性质，最终满足或基本满足材料的使用性能。因此，热处理技术与工艺是达到材料使用效能之一，是改进、提高材料内在质量不可或缺的和措施之一。这就是“创新热处理技术与工艺，提高材料的内在质量；开拓系统论技术和方法，提升产品的本质安全”的内涵所在。
材料失效与否是检验材料热处理技术与工艺优劣的重要指标之一
20世纪20年代初，奥地利生物薛家贝塔朗菲提出，系统趋向目标的行为是通过信息反馈的有规律的控制过程来实现的。对于材料与使用环境组成的系统来说，失效分析预测正是有效的信息反馈和控制过程，通过失效分析预测预防，可以达到材料性质符合使用效能这一目标。
材料的失效模式一般分为腐蚀、磨损和断裂3大类。众所周知，热处理是将工件于一定的介质中进行恰当的加热、保温、冷却，以取得所需的结构、组织和性质，从而保证其使用效能的一种工艺过程的总称。即使是同一种材料经过不同的热处理后，可以得到不同的结构、组织和性质，从而可以满足进一步加工或直接使用的不同效能的要求。例如就断裂失效而言，对于抗塑性变形的材料，要进行高弹性模量的热处理；对于抗静载断裂的材料，要进行强化处理；对抗冲击材料，要进行强韧化处理；对于抗高周疲劳断裂的材料，则要进行强韧化处理；对于要求尺寸稳定的材料，要求进行尺寸稳定化处理等。因此，可以认为，材料的热处理技术与工艺应根据材料的使用效能来选择，而材料失效与否是检验材料热处理技术与工艺优劣的重要指标之一。
从材料科学与工程的发展历程来看，失效分析预测预防研究促进了材料学科的发展的事例，包括材料的热处理技术与工艺的发展的事例屡见不鲜。例如严寒地区构件的冷脆断裂促进了耐寒钢及其热处理的改进；海洋平台构件焊接热影响区的层裂引起Z向钢的问世和热处理技术的进步；石油天然气管道的脆裂导致低碳针状铁素体和微珠光体高强度钢的发展和热处理水平的提高；化工设备构件的晶间腐蚀断裂促使“超低间隙元素”的铁素体不锈钢的研制成功和热处理技术优化；宇航构件的脆裂和超重使得高强高韧材料，包括复合材料、陶瓷材料等材料的发展和热处理技术的创新，等。
失效分析预测预防是认识客观食物本质的重要知识源泉，也是认识热处理本质、机理和影响的源泉之一；它是发展新学科、新理论、新材料、新工艺、新方法的重要窗口和“产婆”，也是发展热处理技术与工艺的“钥匙”；它是发展科学技术，包括发展高科技和新材料发展的不可避免的机遇和挑战，也是热处理技术与工艺创新的机遇和挑战。因此，失效分析预测预防是从失败着眼于成功和发展的科技领域，更是着眼于热处理技术与工艺成功和发展的科技领域；是从过去入手着眼于未来和进步的科技领域，同样也是着眼于热处理技术与工艺未来和进步的科技领域。可以认为，它是科技（包括热处理技术与工艺）是第一生产力中最活跃的因素之一。
纵上所述，
（1）材料的合成/加工是组成材料科学与工程学科中四个（或五个）基本要素之一；
（2）材料的热处理技术与工艺是达到其使用效能的重要手段之一，是改进和提高材料内在质量以及结构、组织和性质合理优化的不可或缺的、重要的技术措施之一；
（3）材料的失效与否是检验材料热处理技术与工艺优劣的重要指标之一，材料失效分析预测预防是发展材料科学与工程、乃至发展创新热处理技术与工艺的重要途径之一。
