Hartowanie, rodzaj obróbki cieplnej, której celem jest uzyskanie struktury o większej twardości, polegający na nagrzaniu stopu do temperatury stanu austenitycznego (powyżej linii GS układu żelazo-cementyt), wygrzewaniu w celu uzyskania jednakowej temperatury w całej masie materiału oraz dostatecznie szybkim chłodzeniu (z szybkością większą lub równą tzw. szybkości krytycznej, przy której powstaje przemiana martenzytyczna).

Podstawowe ośrodki chłodzące stosowane w hartowaniu to: woda i roztwory wodne, oleje, stopione sole (np. saletra sodowa, potasowa) lub metale (np. ołów) oraz sprężone powietrze. W zależności od sposobu nagrzewania rozróżnia się hartowanie na wskroś oraz hartowanie powierzchniowe.

Hartowanie powierzchniowe polega na szybkim ogrzaniu warstwy powierzchniowej przedmiotu i szybkim oziębieniu w celu uzyskania twardej powierzchni odpornej na ścieranie z zachowaniem plastycznego rdzenia.

W zależności od sposobu nagrzewania hartowanie powierzchniowe dzieli się na: płomieniowe (nagrzewanie palnikiem gazowym), indukcyjne (nagrzewanie prądami wirowymi wzbudzonymi w warstwie powierzchniowej oraz prądami szybkozmiennymi płynącymi w induktorze) i kąpielowe (nagrzewanie przez krótkotrwałe zanurzenie w kąpieli solnej lub ołowiowej o temperaturze dużo wyższej niż temperatura hartowania).

W zależności od sposobu chłodzenia rozróżnia się hartowanie: zwykłe, stopniowe i z przemianą izotermiczną. Hartowanie zwykłe (najczęściej stosowane) polega na nagrzaniu stopu do odpowiedniej temperatury, wygrzaniu i szybkim chłodzeniu.

Odmianą hartowania zwykłego jest hartowanie przerywane, podczas którego ochłodzony do ok. 300°C przedmiot zanurza się w oleju lub pozostawia na powietrzu, aby przemiana austenitu w martenzyt przebiegała wolniej w celu zmniejszenia naprężeń własnych i kruchości. Po hartowaniu zwykłym stosuje się zazwyczaj odpuszczanie.

Hartowanie stopniowe polega na oziębianiu w kąpieli (najczęściej solnej) o temperaturze nieco powyżej przemiany martenzytycznej, krótkim przetrzymaniu w kąpieli i chłodzeniu na powietrzu. Hartowanie z przemianą izotermiczną polega na chłodzeniu przedmiotu w kąpieli saletrzanej o temperaturze wyższej od temperatury początku przemiany martenzytycznej i utrzymaniu przedmiotu w tej kąpieli aż do zakończenia przemiany austenitu w bainit. Hartowanie z przemianą izotermiczną wymaga odpuszczania.