本发明公开一种热处理技术领域的多循环淬火-分配-回火工艺，将大截面的工件沿截面从表面到心部分成多个区域，结合该工件材料的等温转变冷却曲线制定该工件的MQ-P-T工艺。通过将工件在可以实现快速冷却的介质和在可以实现缓慢冷却的介质中多次交替冷却，在每次快速冷却和缓慢冷却的交替冷却中实现Q-P-T工艺过程，在该工艺中马氏体转变与富碳残余奥氏体生成由表层逐步向内层推进。该工艺可以用于材料为各种成分的微合金化钢或合金钢的各类机械结构件、轧后直接淬火的厚板和各类大尺寸型钢的淬火冷却处理。本发明工艺的应用，实现了大尺寸工件在避免开裂的前提下显著提高强度和韧性的目标。