Toplinska obrada materijala od čelika ili lijevanog željeza općenito se provodi kako bi se postigla određena svojstva koja su potrebna za primjenu ili daljnju obradu. Toplinska obrada može se podijeliti na razne procese. U općenitom smislu, takva obrada metala podrazumijeva strukturnu transformaciju materijala ili mijenjanje površinu obratka. Da bi se to postiglo koriste se razni toplinski i termokemijski procesi i strojevi za obradu metala.
- Provodi se kako bi se postigla određena svojstva
- Strukturna transformacija materijala ili mijenjanje površine
- Podesiva temperatura i vremenska kontrola olakšavaju proces
Žarenje, posebno sferoidizacijsko (meko) žarenje, koristi se da bi se povećala obradivost materijala. Žarenje radi smanjenja zaostalih unutarnjih naprezanja također spada u ovu kategoriju. Ovi toplinski procesi koriste se za smanjenje zaostalih unutarnjih naprezanja obratka koji je nastao u prethodnim procesima, npr. valjanja. Postoji još mnogo mogućnosti za grijanje i žarenje poput potpunog žarenja, difuzijskog žarenja (homogenizacije), žarenja na grubo zrno i rekristalizacijskog žarenja itd. Za ovaj način obrade također se primjenjuje toplinska obrada poput površinskog kaljenja, normalnog kaljenja, žarenja i izotermnog poboljšavanja (austempering). Kaljenje se može primijeniti na cijeli materijal ili samo na površinu, gdje smanjuje rizik loma čelika. To se čini stvaranjem očvrsnute kore, tj. ovoja oko tvrde jezgre obrađivanog materijala.
Termokemijski procesi mogu se također podijeliti na karbonitriranje, nitriranje, boriranje i pougljeničenje. Ove metode temeljene su na specifičnim zahtjevima proizvodnje. Termokemijski procesi koriste se, između ostalog, za povećanje udjela ugljika na posebnim dijelovima obratka.