1. Normalizacija: Proces toplinske obrade zagrijavanja čelika ili čeličnih dijelova do kritične točke Ac3 (za hipoeutektoidni čelik) ili Accm (za hipereutektoidni čelik) iznad 30 stupnjeva -50 stupnjeva, zadržavanja odgovarajućeg vremenskog razdoblja i ravnomjernog hlađenja u slobodnom strujanju zraka naziva se normalizacija
Mikrostruktura nakon normalizacije: hipoeutektoidni čelik je F+S, eutektoidni čelik je S, a hipereutektoidni čelik je S+Fe3CII. Glavna razlika između normalizacije i potpunog žarenja je u tome što je brzina hlađenja brža, s ciljem normalizacije čelične strukture, također poznata kao normalizirajuća obrada.
2. Žarenje: Proces toplinske obrade u kojem se hipoeutektoidni čelični izradak zagrijava na 20-40 stupnjeva iznad AC3, drži se neko vrijeme, a zatim se polako hladi u peći (ili zakopava u pijesak ili vapno) na ispod 500 stupnjeva i hladi na zraku
3. Toplinska obrada čvrste otopine: zagrijavanje legure do visokotemperaturne jedno-fazne zone i održavanje konstantne temperature kako bi se višak faze u potpunosti otopio u čvrstoj otopini, zatim brzo hlađenje kako bi se dobila prezasićena čvrsta otopina
4. Starenje: Fenomen u kojem se svojstva legure mijenjaju tijekom vremena kada se stavi na sobnu temperaturu ili malo iznad sobne temperature nakon toplinske obrade u otopini ili hladne plastične deformacije.
5. Obrada čvrste otopine: potpuno otopiti različite faze u leguri, ojačati čvrstu otopinu, poboljšati žilavost i otpornost na koroziju, eliminirati stres i omekšavanje, kako bi se nastavila obrada i oblikovanje
6. Vremenska obrada: Zagrijavanje i držanje na temperaturi na kojoj se faza ojačavanja taloži, dopuštajući fazi ojačanja da se istaloži i stvrdne, čime se poboljšava čvrstoća
7. Kaljenje: Proces toplinske obrade koji austenitizira čelik i hladi ga odgovarajućom brzinom hlađenja, uzrokujući da izradak prolazi kroz nestabilne strukturne transformacije kao što je martenzit u cijelom ili određenom rasponu poprečnog-presjeka
8. Kaljenje: Proces toplinske obrade koji zagrijava kaljene izratke na odgovarajuću temperaturu ispod kritične točke AC1 i održava je određeno vrijeme, nakon čega slijedi hlađenje pomoću metode koja ispunjava zahtjeve za dobivanje željene strukture i svojstava
9. Karbonitrizacija čelika: Karbonitrizacija je proces istovremenog infiltriranja ugljika i dušika na površinu čelika. Tradicionalno, karbonitriranje, također poznato kao cijanid, naširoko se koristi u karbonitriranju plinom na srednjim temperaturama i karbonitriranju plinom na niskim-temperaturama (tj. nitriranje plinom). Glavna svrha karbonitriranja plinom na srednjoj temperaturi je poboljšati tvrdoću, otpornost na trošenje i čvrstoću čelika na zamor. Niskotemperaturna plinska karbonitrizacija uglavnom uključuje nitriranje, s glavnom svrhom poboljšanja otpornosti na trošenje i otpornosti na ugriz čelika.
10. Tretman kaljenjem i popuštanjem: Općenito je uobičajeno kombinirati kaljenje s kaljenjem na visokoj-temperaturi za toplinsku obradu, što se naziva obrada kaljenjem i popuštanjem. Tretman kaljenjem i temperiranjem naširoko se koristi u raznim važnim konstrukcijskim dijelovima, posebno u onim klipnjačama, vijcima, zupčanicima i vratilima koji rade pod izmjeničnim opterećenjima. Nakon tretmana kaljenjem i popuštanjem, dobiva se temperirana martenzitna struktura, a njegova mehanička svojstva su bolja od onih normalizirane martenzitne strukture iste tvrdoće. Njegova tvrdoća ovisi o-temperaturi kaljenja na visokoj temperaturi i povezana je sa stabilnošću čelika pri kaljenju i veličinom poprečnog-presjeka obratka, općenito između HB200-350.
11. Lemljenje: Proces toplinske obrade u kojem se dvije vrste obradaka spajaju pomoću materijala za lemljenje
