Obróbka cieplna powoduje zmianę struktury, a wiec i właściwości mechanicznych stopów w stanie stałym. Współczesne konstrukcje spawane wymagają stosowania stali konstrukcyjnych w stanie ulepszonym cieplnie. Hartowanie opiera się na przemianie bezdyfuzyjnej -martenzytycznej lub pośredniej -bainitycznej. Do ulepszenia cieplnie stali trzeba przemiany martenzytycznej, natomiast, jeżeli celem jest wzrost wart wytrzym to można tez realizować przemianę pośrednią. Hartowanie jest obróbką cieplną mającą na celu zmianę struktury stali w celu podniesienia jej wytrzymałości i twardości. Proces austenityzowania stali -nagrzewania w celu uzyskania jednorodnego austenitu. Nagrzewanie stali stopowych do hartowania wymaga uwzględnienia wpływy pierwiastków stopowych na zmianę położenia wartości temp Ac3. Praktycznie dla stali konstrukcyjnych niskostopowych zmiany tej temp, wywołane mała zawartością pierwiastków stopowych, nie są wielkie. Przemiana austenitu w martenzyt jest możliwa przez przechłodzenie austenitu (zahamowanie procesu dyfuzji), czyli chłodzenie szybkie. Oziębianie możemy realizować w różnych ośrodkach chłodzących. Przy różnych prędkościach przemiany możemy uzyskać różną strukturę, a więc i różne właściwości mechaniczne stali. Podczas chłodzenia ciągłego stali przebieg przemian austenitu odbywa się w sposób ciągły w szerokim zakresie temp, wiec prowadzi do mieszaniny struktur. Oziębianie austenitu z prędkością krytyczną lub większą prowadzi do uzyskania struktury martenzytycznej w całej objętości. Oziębianie z prędkościami mniejszymi od krytycznej prowadzi do mieszaniny struktur, tj. do martenzytu z drobnym perlitem w udziale uzależnionym od prędkości oziębiania. Hartowanie: zwykłe (chłodzenie z V krytyczną), stopniowe (z V krytyczną do temp nieco powyżej Ms), izotermiczne (z V krytyczną do wybranej temp przemiany izotermicznej). Odpuszczanie: obróbka cieplna mająca na celu usunięcie naprężeń wywołanych hartowaniem lub ponadto obniżenie twardości, a jednocześnie zwiększenie odporności. Może przebiegać w zakresie temp od 150-650'C (150-250 niskie, 250-500 średnie, 500-650 wysokie). Niskie ma na celu usuniecie naprężeń spowodowanych hartowaniem oraz zachowanie twardości w granicach 56-64 HRC. W wyższej temp powoduje także zmiany struktury. Średnie umożliwia uzyskanie najlepszych właściwości sprężystych, z zach. twardości od 40-50HRC. Wysokie umożliwia uzyskanie optymalnych właściwości, 30HRC. CTPc -czas, temp, przemiana przy chłodzeniu ciągłym, CTPi -przemiana przy chłodzeniu izotermicznym.
Przemiana martenzytyczna: może przebiegać wówczas, gdy chłodzenie stali prowadzone jest z prędkością większą od krytycznej tj. zapewniającą przechłodzenie austenitu do temp rzędu 300-200'C, dla których dyfuzja wegla praktycznie nie zachodzi. Przemiana przebiega dla każdego gatunku stali w określonym zakresie temp od Ms do Mf. Temp Mf nie zależy od szybkości chłodzenia, ponieważ mechanizm powstawania martenzytu jest uwarunkowany przemiana alotropowa żelaza i ma charakter bezdyfuzyjny: cała ilość węgla rozpuszczona w austenicie po przemianie pozostaje w silnie przesyconym roztworze Feα. Przesycenie sieci żelaza węglem powoduje jej zniekształcenie, tworzy się siec tetragonalna. Stopień tetragonalności martenzytu zależy od procentowej zawartości wegla w stali. Efektem zniekształcenia sieci są naprężenia powodujące wzrost twardości martenzytu. Obróbkę cieplna części maszyn można prowadzić przy nagrzewaniu objętościowym lub powierzchniowym. Podczas objętościowej wytwarza się austenit w całej objętości przedmiotu.
Obróbka cieplna powoduje zmianę struktury, a wiec i właściwości mechanicznych stopów w stanie stałym. Współczesne konstrukcje spawane wymagają stosowania stali konstrukcyjnych w stanie ulepszonym cieplnie. Hartowanie opiera się na przemianie bezdyfuzyjnej -martenzytycznej lub pośredniej -bainitycznej. Do ulepszenia cieplnie stali trzeba przemiany martenzytycznej, natomiast, jeżeli celem jest wzrost wart wytrzym to można tez realizować przemianę pośrednią. Hartowanie jest obróbką cieplną mającą na celu zmianę struktury stali w celu podniesienia jej wytrzymałości i twardości. Proces austenityzowania stali -nagrzewania w celu uzyskania jednorodnego austenitu. Nagrzewanie stali stopowych do hartowania wymaga uwzględnienia wpływy pierwiastków stopowych na zmianę położenia wartości temp Ac3. Praktycznie dla stali konstrukcyjnych niskostopowych zmiany tej temp, wywołane mała zawartością pierwiastków stopowych, nie są wielkie. Przemiana austenitu w martenzyt jest możliwa przez przechłodzenie austenitu (zahamowanie procesu dyfuzji), czyli chłodzenie szybkie. Oziębianie możemy realizować w różnych ośrodkach chłodzących. Przy różnych prędkościach przemiany możemy uzyskać różną strukturę, a więc i różne właściwości mechaniczne stali. Podczas chłodzenia ciągłego stali przebieg przemian austenitu odbywa się w sposób ciągły w szerokim zakresie temp, wiec prowadzi do mieszaniny struktur. Oziębianie austenitu z prędkością krytyczną lub większą prowadzi do uzyskania struktury martenzytycznej w całej objętości. Oziębianie z prędkościami mniejszymi od krytycznej prowadzi do mieszaniny struktur, tj. do martenzytu z drobnym perlitem w udziale uzależnionym od prędkości oziębiania. Hartowanie: zwykłe (chłodzenie z V krytyczną), stopniowe (z V krytyczną do temp nieco powyżej Ms), izotermiczne (z V krytyczną do wybranej temp przemiany izotermicznej). Odpuszczanie: obróbka cieplna mająca na celu usunięcie naprężeń wywołanych hartowaniem lub ponadto obniżenie twardości, a jednocześnie zwiększenie odporności. Może przebiegać w zakresie temp od 150-650'C (150-250 niskie, 250-500 średnie, 500-650 wysokie). Niskie ma na celu usuniecie naprężeń spowodowanych hartowaniem oraz zachowanie twardości w granicach 56-64 HRC. W wyższej temp powoduje także zmiany struktury. Średnie umożliwia uzyskanie najlepszych właściwości sprężystych, z zach. twardości od 40-50HRC. Wysokie umożliwia uzyskanie optymalnych właściwości, 30HRC. CTPc -czas, temp, przemiana przy chłodzeniu ciągłym, CTPi -przemiana przy chłodzeniu izotermicznym. Przemiana martenzytyczna: może przebiegać wówczas, gdy chłodzenie stali prowadzone jest z prędkością większą od krytycznej tj. zapewniającą przechłodzenie austenitu do temp rzędu 300-200'C, dla których dyfuzja wegla praktycznie nie zachodzi. Przemiana przebiega dla każdego gatunku stali w określonym zakresie temp od Ms do Mf. Temp Mf nie zależy od szybkości chłodzenia, ponieważ mechanizm powstawania martenzytu jest uwarunkowany przemiana alotropowa żelaza i ma charakter bezdyfuzyjny: cała ilość węgla rozpuszczona w austenicie po przemianie pozostaje w silnie przesyconym roztworze Feα. Przesycenie sieci żelaza węglem powoduje jej zniekształcenie, tworzy się siec tetragonalna. Stopień tetragonalności martenzytu zależy od procentowej zawartości wegla w stali. Efektem zniekształcenia sieci są naprężenia powodujące wzrost twardości martenzytu. Obróbkę cieplna części maszyn można prowadzić przy nagrzewaniu objętościowym lub powierzchniowym. Podczas objętościowej wytwarza się austenit w całej objętości przedmiotu.