直接淬火技术最早是1998年在日本钢铁企业获得应用的。该项技术被应用于热带钢连轧和型钢的生产。为了要使带钢在以70km/h速度运动的情况下，获得700℃/s的极高冷却速度，冷却装置必须提供很强的水流和水压，以消除钢板因表面形成水膜而造成的膜状沸腾，达到核状沸腾的状态。核状沸腾可使冷却水和钢板直接接触，更有效地进行热交换。传统的冷却装备是向钢板表面喷水，这容易造成钢板表面水侧向流动，导致钢板不同部位冷却速度难以均衡，而新型冷却装置在很大程度上改善了冷却不均匀的问题。韩国的钢铁企业采用了多功能间歇式喷射型冷却系统，这种系统可以使钢板以很高的冷却速率冷却，同时又保证钢板各点在冷却过程中温度差很小，从而为实现在线淬火创造了条件。近几年，国外一些大钢铁企业已经建立起直接淬火生产线，如芬兰在2006年秋建成直接淬火生产线，并于2007年夏投入商业化生产。我国宝钢也采用直接淬火工艺结合低碳微合金成分设计，试制出屈服强度在800MPa以上、抗拉强度在950MPa以上、-40℃冲击功超过90J的40mm厚钢板；他们在厚板试验机组上还试制成功了屈服强度达960MPa级、抗拉强度达1100MPa级的超高强钢。
直接淬火技术之所以能够大幅度提高材料强度与韧性的综合性能，源于直接淬火所得到的高冷却速度。在快冷条件下，贝氏体相变的形核驱动力大，形核位置多，同时由于在快冷条件下碳原子的扩散能力急剧降低，贝氏体铁素体板条的长大能力受到抑制，所以最终形成超细化的贝氏体板条和马奥组元。显微组织检测证明，所获钢材的微观组织为厚度小于1微米的贝氏体板条和沿板条界面分布的马奥组元；板条内部呈亚板条结构及高密度位错。正是这种精细贝氏体板条和马奥组元的结合以及板条内的高密度位错，使得钢板获得匹配优良的强韧性。
宝钢在这个基础上，进一步研究了在线回火工艺。这种回火工艺可以进行淬火后直接回火，有效利用直接淬火后的钢板预热，同时能够缩短热处理周期。传统加热炉的典型加热速度为0.1~0.3℃/s，而在直接淬火加在线回火工艺中，钢板回火加热速率为2~20℃/s，比传统加热炉高出1到2个数量级。这样，就可避免传统加热炉回火处理所造成的渗碳体颗粒粗大，从而形成细小弥散的渗碳体，并使富碳残余奥氏体在钢板冷却过程中转变为马奥组元。因此，直接淬火+在线回火技术有望成为一种生产周期短、效率高的高强钢生产方法。
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