Hartowność stali nazywamy zdolność do tworzenia struktury martenzytycznej podczas hartowania. Określa się ją na podstawie pomiaru grubości warstwy martenzytycznej na przekroju hartowania przedmiotu. Poszczególne gatunki stali hartują się na różną głębokość. Maksymalna średnica przy której próbka zostaje zahartowana na wskroś nosi nazwę średnicy krytycznej. Z porównania głębokości zahartowanych prętów w wodzie i w oleju widać, że średnica krytyczna dla wody jako bardziej energetycznego ośrodka chłodzącego jest większa niż dla oleju. Hartowność jest ważną cechą stali określającą jej przydatności do obróbki cieplnej. Jeżeli przedmiot nie zahartuje się na wskroś to w rdzeniu otrzymany drobny perlit i własności na poprzecznym przekroju zahartowanego elementu np.: twardość nie będą jednakowe. Czynniki wpływające na hartowność stali:1.Skład chemiczny stali, a zwłaszcza zawartości węgla i składników stopowych. Stale węglowe mają małe hartowność, która wzrasta ze wzrostem zawartości węgla. 2. Dodatek tzw. intensyfikatorów. 3. Wielkość ziarna austenitu, stale o grubym ziarnie hartują się głębiej niż stale o ziarnie drobnym. 4. Jednorodność ziarn austenitu. 5. Nierozpuszczone cząstki jak tlen, węgliki azotki, związki międzymetaliczne zwiększają szybkość rozkładu austenitu zmniejszając hartowność stali. Określenie hartowności stali: 1. Badanie hartowności na przełomie. Jest to najprostsza a równocześnie i najdawniejsza metoda określenia hartowności stosowana również i obecnie dla węglowych stali narzędziowych o małej głębokości hartowania. Polega ona na obserwacji przełomu zahartowanej próbki.
Wyżarzanie jest zabieg cieplny polegający na nagrzaniu metalu do wymaganej temp, wygrzaniu w tej temp a następnie studzienie. Stosuje się kilka rodzajów wyżarzania stali. Dzieli się je na ogólnie na dwa rodzaje: zachodzące przekrystalizowaniem i bez przekrystalizowania stopu. Wy ujednorodniające polega na nagrzaniu stali do temp znacznie po wyżej GSE, często 100-200C poniżej solidusu, wygrzaniu w tej temp i studzeni; praktycznie stosowana temp wynosi 1050-1200C. Celem zabiegu jest zmniejszenie niejednorodności składu chem. W ten sposób zmniejsza się w dużym stopniu segregacja dendrytyczna; likwację strefową usuwa się przez obróbkę plastyczną. Wy rekrystalizujące polega na nagrzaniu uprzednio zgniecionego na zimno metalu so temp nie co wyżej od temp początku rekrystalizacji, wygrzaniu w tej temp z nastepnym chłodzeniem w celu usunięcia skutków zgiotu i przywrócenia pierwotnych właściwości materiału. Wy odprężające ma na celu zmniejszenie naprężeń własnych elementów stalowych, powstałych w procesach tech. (przeróbka plastyczna na gorąco, obróbka mechaniczna, spawanie, odlewanie itp.) bez zmian strukturalnych. Wy stabilizujące prowadzone jest w temp do 150C stosowane jest w celu zapewnienia niezmienności wymiarów i zmiejszenia naprzeżeń własnych, przede wszystkim sprawdzianów, narzędzi pomiarowych oraz często odlewów żeliwnych. Wy normalizujące polega na nagrzaniu stali od 30-50 powyżej AC3, wygrzaniu w tej temp oraz chłodzeniu w spokojnym powietrzu. Celem normalizowania jest uzyskanie jednolitej drobnoziarnistej struktury. Wy zupełne polega na nagrzeniu przedmiotu do temp 30-50C powyżej GSE, wygrzaniu w tej temp i następnym powolnym chłodzeniu w zakresie temp krytycznej (GSE i PSK). Procesowi temu poddaje się zwłaszcza stale stopowe. Wy izotermiczne jest odmianą wy zupełnego i zapewnia otrzymanie struktury wybranej na podstawie wykresu CTP. Wy sferoidyzujace temp zbiżona do Ac czas nagrzewania stosunkowo długi zależnie od wymiarów i gatunku stali od kilku do kilkudziesięciu godzin. Ma na celu uzyskanie struktury cementytu kulkowego w osnowie ferrytu, co zapewnia optymalną przydatność do obróbki plastycznej. Odpuszczanie zwiększa plastyczność i ciągliwość a zmniejsza naprężenia własne. Odpuszczanie niskie przeprowadza się w temp 150-250C w celu usunięcia naprężeń hartowniczym przy zachowaniu dużej twardości i odporności na ścieranie. Odpuszczanie średnie przeprowadza się w zakresie temp 250-500C. Ma ono na celu uzyskanie dużej wytrzymałości i sprężystości - twardość zmniejsza się nieznacznie. Odpuszczanie wysokie przeprowadza się w temp powyżej 500C a poniżej Ac1. Ma ono na celu uzyskanie najwyższej udarności możliwej dla danej stali. Przesycanie nazywa się zabieg cieplny polegający na nagrzaniu stali do temp, w której wydzielony składnik przechodzi do roztworu stałego, wygrzaniu w tej temp i oziębieniu w celu zatrzymania rozpuszczanego składnika w roztworze przesyconym. W stanie przesyconym stop ma większą plastyczność, natomiast twardość i wytrzymałość maleją. Starzenie polega na nagrzaniu i wygrzaniu uprzednio przesyconego roztworu w temp znacznie niższej temp ograniczonej rozpuszczalności w celu wydzielenia w odpowiednim stopniu dyspersji składnika lub składników znajdujących się w nadmiarze w przesyconym roztworze.