К распространённым процессам термической обработки относятся нормализация, отжиг, твёрдофазное растворение, старение, закалка, отпуск, отпуск с целью снятия напряжений, цементация, азотирование, отпуск и нормализация, сфероидизация и пайка, среди прочих.

1. Нормализация: процесс термической обработки, при котором сталь или стальные детали нагревают до соответствующей температуры выше критических точек AC3 или ACM, выдерживают при этой температуре в течение заданного периода и затем охлаждают на воздухе для получения перлитной микроструктуры.

2. Отжиг: Тепловая обработка, при которой заготовка из гипоеутектоидной стали нагревается до температуры на 20–40 градусов выше точки AC3, выдерживается при этой температуре в течение определённого времени, а затем медленно охлаждается в печи (или путём погружения в песок или известь) до температуры ниже 500 градусов перед последующим воздушным охлаждением.

3. Термическая обработка в твёрдом растворе: Этот процесс термической обработки включает нагрев сплава до высокой температуры в пределах однофазной области и выдержку при этой температуре достаточное время, чтобы обеспечить полное растворение любых избыточных фаз в твёрдый раствор. Затем сплав быстро охлаждают, чтобы получить пересыщенный твёрдый раствор.

4. Чувствительность ко времени: Явление, при котором свойства сплава — после термообработки в твёрдом растворе или холодной пластической деформации — изменяются со временем, если сплав хранится при комнатной температуре или чуть выше комнатной температуры.

5. Термическая обработка: Этот процесс обеспечивает полное растворение различных фаз в сплаве, тем самым укрепляя твёрдый раствор и повышая как ударную вязкость, так и коррозионную стойкость. Он также снимает внутренние напряжения и делает материал более мягким, что облегчает последующие операции формования и механической обработки.

6. Термическая обработка старением: нагревайте и выдерживайте материал при температуре, способствующей выпадению упрочняющих фаз, что позволяет этим фазам выделиться и упрочниться, тем самым повышая прочность материала.

7. Закалка: Процесс термической обработки, при котором сталь подвергается аустенизации и затем охлаждению с соответствующей скоростью, что приводит к преобразованию заготовки в нестабильные микроструктуры, такие как мартенсит, по всему её поперечному сечению или в заданном диапазоне.

8. Закалка: Процесс термической обработки, при котором закалённая заготовка нагревается до соответствующей температуры ниже критической точки AC1, выдерживается при этой температуре в течение заданного промежутка времени и затем охлаждается методом, отвечающим требуемым спецификациям, что позволяет достичь желаемой микроструктуры и свойств.

9. Совместная диффузия углерода и азота в стали: Совместная диффузия углерода и азота — это процесс, при котором как углерод, так и азот одновременно диффундируют в поверхностный слой стали. Традиционно совместную диффузию углерода и азота также называют цианированием. Среди этих процессов широкое распространение получили газовая совместная диффузия углерода и азота при средней температуре и газовая совместная диффузия углерода и азота при низкой температуре (также известная как газовое мягко-нитрирование). Основная цель газовой совместной диффузии углерода и азота при средней температуре — повышение твёрдости, износостойкости и усталостной прочности стали. Напротив, газовая совместная диффузия углерода и азота при низкой температуре направлена преимущественно на диффузию азота; её главная задача — улучшение износостойкости и сопротивления задиру стали.

10. Закалка и отпуск: Процесс термической обработки, сочетающий закалку с высокотемпературным отпуском, обычно называют закалкой и отпуском. Этот метод широко применяется для различных ответственных конструкционных деталей, особенно тех, которые подвергаются переменным нагрузкам, таких как шатуны, болты, зубчатые колёса и валы. После закалки и отпуска получается микроструктура — отпущенный сорбит, обладающая более высокими механическими свойствами по сравнению с нормализованным сорбитом той же твёрдости. Твёрдость отпущенного сорбита зависит от температуры высокотемпературного отпуска и влияет на стабильность отпуска стали, а также на поперечные размеры заготовки; обычно она находится в диапазоне от HB200 до 350.

11. Пайка: процесс термической обработки, при котором два заготовки нагреваются и соединяются путём плавления с использованием присадочного металла для достижения связи.