Kaljenje i popuštanje čelika se vrši da bi se obezbedila mehanička svojstva pogodna za njihovu dalju upotrebu. Čelici se zagrevaju do odgovarajuće temperature austenizacije, drže na ovoj temperaturi, a zatim se prinudno hlade u različitim medijima. Nakon toga sledi popuštanje , čime se postižu konačna mehanička svojstva i rasterećuju se unutrašnja naprezanja u čeliku. Stvarni uslovi parametara procesa zavise od sastava čelika, veličine radnog komada i potrebnih krajnjih osobina koje odredi kupac. Radni predmeti se grubo mehanički obrađuju u mekom stanju pre kaljenja i popuštanja, čime se obezbeđuju konačna mehanička svojstva materijala.
Rastvarajuće žarenje je uobičajen proces termičke obrade za mnoge različite materijale. Nerđajući čelici, legure aluminijuma, superlegure na bazi nikla, legure titanijuma i neke legure na bazi bakra mogu zahtevati proces Rastvarajućeg žarenja.
Svrhaovog žarenja je da rastvori sve percipitate u materijalu i da se dobije jednofazna struktura. Na kraju procesa, materijal se prinudno hladi na sobnu temperaturu kako bi se sprečilo stvaranje taloga tokom hlađenja u nižem temperaturnom opsegu. Jednofazni žareni materijal će biti u mekom stanju nakon obrade.
Proces žarenja rastvora mora se obaviti pre starenja ili padavina očvršćavanja. Sastav, veličina i broj precipitata koji nastaju tokom starenja će odrediti tvrdoću, čvrstoću i mehanička svojstva finalnog proizvoda nakon starenja.
Proces starenja, koji se naziva i precipitacijsko očvršćavanje, koristi se za povećanje zatezne čvrstoće materijala i legura na bazi magnezijuma, titanijuma, nikla i nekih nerđajućih čelika. Starenje izaziva promene fizičkih i mehaničkih svojstava sa stvaranjem finih taloga koji sprečavaju nastanak dislokacija ili proemene u kristalnoj rešetki. Pošto su dislokacije često dominantni uzrok plastičnosti i stišljivosti, ovaj proces ojačava materijal.
OSOBINE PROCESA:
Mehanička obrada kao što je npr. savijanje, zavarivanje, mlevenje, valjanje, štancanje i drugi procesi mogu da uvedu nova naprezanja u strukturu legure. Oslobađanje od naprezanja je proces termičke obrade dizajniran da ublaži zaostala unutrašnja naprezanja u materijalu izazvana procesom. Pošto ovi naponi izazivaju promene u strukturi materijala, mogu izazvati poteškoće pri radu sa ovom komponentom u budućnosti. Proces žarenja radi eliminisanja unutrašnjih napona mora se odrediti prema vrsti materijala.
Prilikom rekristalizacionog žarenja elektromagnetnih metala, izražena orijentacija ili tekstura koja nam omogućava da formiramo histerezisnu petlju sa tačno definisanom vrednošću indukcije i koercitivnosti. Ova vrsta obrade mekog magnetnog gvožđa, mekog magnetnog metala i legura koristi se za aplikacije kao što su energetski transformatori i transmisije, razni metali za releje, magnetne prekidače i specijalne legure na bazi Ni i Fe kao što su npr. mumetall, vacoperrm, permenorm, vakofer i vacofluk.
Trajanje žarenja je od 2 do 6 sati na određenoj temperaturi uz kontrolisano hlađenje.
Nakon ciklusa toplotne obrade, može se primeniti kriogena obrada/duboko zamrzavanje da bi se povećala tvrdoća i otpornost na habanje. Proces pothlađivanja se obično obavlja neposredno nakon gašenja i pre procesa kaljenja.
Maksimalna efikasnost transformacije rezidualnog autenita u martenzit postiže se u visokolegiranim i visokougljeničnim čelicima.