การหลอมเป็นกระบวนการบำบัดความร้อนโดยให้ความร้อนเหล็กกลมหลอมจนถึงอุณหภูมิที่กำหนด—โดยทั่วไปจะต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤติ—จากนั้นจึงทำให้เย็นลงอย่างช้า ๆ โดยปกติในเตาเผา วัตถุประสงค์หลักของการหลอมคือการทำให้เหล็กนิ่มลง ทำให้สามารถใช้งานได้มากขึ้นสำหรับการตัดเฉือนหรือการขึ้นรูปในภายหลัง ในระหว่างการหลอม ความเค้นภายในที่เกิดขึ้นระหว่างการตีจะถูกบรรเทาลง และโครงสร้างเกรนของเหล็กได้รับการขัดเกลา กระบวนการนี้ส่งผลให้มีความแข็งลดลงและมีความเหนียวเพิ่มขึ้น ช่วยเพิ่มความสามารถของเหล็กในการรับการเปลี่ยนรูปพลาสติกโดยไม่แตกหัก นอกจากนี้ การอบอ่อนยังช่วยปรับปรุงความสม่ำเสมอของโครงสร้างจุลภาคของเหล็ก ซึ่งส่งผลให้ประสิทธิภาพที่คาดการณ์ได้และสม่ำเสมอมากขึ้นในการใช้งานขั้นสุดท้าย
การชุบแข็งเป็นกระบวนการบำบัดความร้อนที่สำคัญ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนเหล็กกลมหลอมที่อุณหภูมิสูง ซึ่งโดยทั่วไปจะสูงกว่าอุณหภูมิวิกฤต จากนั้นจึงทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วในตัวกลางในการดับ เช่น น้ำ น้ำมัน หรือสารละลายโพลีเมอร์ การระบายความร้อนอย่างรวดเร็วจะเปลี่ยนโครงสร้างจุลภาคของเหล็ก ซึ่งมักจะกลายเป็นมาร์เทนไซต์ ซึ่งเป็นเฟสที่แข็งและเปราะซึ่งมีโครงสร้างคล้ายเข็ม การเปลี่ยนแปลงนี้จะเพิ่มความแข็งและความต้านทานแรงดึงของเหล็กอย่างมาก อย่างไรก็ตาม การชุบแข็งยังทำให้เกิดความเครียดภายในที่สำคัญเนื่องจากอัตราการเย็นตัวที่แตกต่างกันภายในเหล็ก ซึ่งอาจนำไปสู่การบิดงอหรือการแตกร้าวได้หากไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม การเลือกตัวกลางในการดับและอัตราการเย็นตัวเป็นปัจจัยสำคัญในการบรรลุความสมดุลที่ต้องการระหว่างความแข็งและความเหนียว
การแบ่งเบาบรรเทาจะดำเนินการหลังจากการชุบแข็งเพื่อลดความเปราะบางที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของมาร์เทนซิติก ในขั้นตอนนี้ เหล็กชุบแข็งจะถูกทำให้ร้อนอีกครั้งจนถึงอุณหภูมิที่ต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤติและคงไว้ที่อุณหภูมินี้เป็นระยะเวลาหนึ่งก่อนที่จะเย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้อง อุณหภูมิและระยะเวลาในการอบคืนตัวได้รับการควบคุมอย่างระมัดระวังเพื่อให้ได้คุณสมบัติทางกลที่ต้องการ การแบ่งเบาบรรเทาจะช่วยลดความแข็งของเหล็กเล็กน้อยในขณะที่ปรับปรุงความเหนียวอย่างมีนัยสำคัญ ทำให้เหล็กมีโอกาสแตกร้าวน้อยลงภายใต้แรงกระแทกหรือความเครียด กระบวนการนี้ยังช่วยลดความเครียดภายในบางส่วนที่เกิดขึ้นระหว่างการชุบแข็ง ซึ่งจะช่วยรักษาเสถียรภาพของโครงสร้างจุลภาคของเหล็กและปรับปรุงความเสถียรของมิติ
การทำให้เป็นมาตรฐานเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนเหล็กกลมหลอมให้มีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิวิกฤตเล็กน้อย (โดยทั่วไปคือ 850°C ถึง 950°C) จากนั้นปล่อยให้เย็นในอากาศ กระบวนการนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อปรับปรุงโครงสร้างเกรนของเหล็ก เพิ่มความสม่ำเสมอ และปรับปรุงคุณสมบัติทางกล เช่น ความแข็งแรงและความเหนียว การทำให้เป็นมาตรฐานนั้นแตกต่างจากการชุบแข็งตรงที่ไม่ได้สร้างความแข็งมาก แต่ให้โครงสร้างจุลภาคที่สม่ำเสมอและสมดุลมากกว่า ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการการผสมผสานระหว่างความแข็งแรงและความเหนียว
สำหรับการใช้งานที่ต้องการพื้นผิวแข็งและทนทานต่อการสึกหรอในขณะที่ยังคงแกนกลางที่แข็งแกร่ง ต้องใช้เทคนิคการชุบแข็งเคส เช่น คาร์บูไรซิ่ง ไนไตรดิ้ง หรือคาร์บอไนไตรด์ กระบวนการเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการกระจายคาร์บอนหรือไนโตรเจนลงในชั้นผิวของเหล็กกลมหลอมเพื่อเพิ่มความแข็งของพื้นผิว ตัวอย่างเช่น การทำคาร์บูไรซิ่งเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่เหล็กในสภาพแวดล้อมที่อุดมด้วยคาร์บอน ในขณะที่การทำไนไตรดิ้งจะนำไนโตรเจนมาใช้ การชุบแข็งพื้นผิวช่วยเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอและความแข็งแรงเมื่อยล้า ในขณะที่แกนยังคงค่อนข้างนุ่มและเหนียวกว่า ทำให้มีการผสมผสานคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพที่ดี
