فرآیند عملیات حرارتی روی فلزات در مقیاس صنعتی به منظور بهبود خواص کلی فلزات برای استفاده ی آنها در کاربردهای آتی انجام میگردد. خواص فلزات شامل چقرمگی، سختی، داکتیلیته، قابلیت ماشینکاری، اصلاح ساختار دانه، حذف تنشهای درونی و بهبود مقاومت سایش می باشد. روشهای خاص استفاده شده برای حرارت دادن و سرد کردن فلزات نه تنها برای هر فلز منحصر به فرد هستند بلکه برای کاربردهای صنعتی متفاوت نیز یکسان نمی باشند.
ارزیابی شده است که بیش از ۸۰ درصد کل صنایع، فرآیندهای عملیات حرارتی را روی فولادهای اجرا میکنند. اگرچه تعدادی از فلزات آهنی و غیر آهنی دیگر برای هدفهای مشابه حرارت دیده و سرد میشوند. فلزات آهنی عملیات حرارتی شده معمولاً شامل چدن، آلیاژهای فولاد زنگ نزن و فولاد ابزار می باشند، درحالیکه فلزات غیرآهنی عملیات حرارتی شده دیگر شامل آلومینیم، مس، برنج و تیتانیوم میباشند.
کارسختی خنثی: معمولاً روی فولاد انجام میگردد، در ابتدا این عملیات حرارتی شامل سریع سرد کردن و تمپر کردن فلز به منظور حصول میکروساختار مارتنزیت یا بینیت است. فرآورده های نسوز کاف آماده ارائه هرنوع همکاری در زمینه کوره های عملیات حرارتی میباشد. کارسختی خنثی روی فولاد باعث بهبود توانایی آن در تحمل بار و همچنین به طور همزمان منجر به افزایش استحکام، چقرمگی و در برخی موارد مقاومت در دمای بالای آن میگردد. در مقایسه با سایر فرآیندهای کارسختی، کارسختی خنثی تضمین میکند که ترکیب شیمیایی سطح فولاد بدون تغییر باقی میماند.
کارسختی القایی: این نوع کارسختی به طور بخصوص برای بهبود خواص مکانیکی فلزات آهنی مانند فولادهای کربنی، آلیاژ فولادها، فولادهای زنگ نزن، چدن، آهن داکتیل، آهن چکش خوار یا فلزات پودری استفاده می گردد. به منظور بهبود مقاومت سایشی، سختی سطح و عمر خستگی این فلزات، کارسختی القایی سطح سخت تری را بدون تغییر دادن ساختار هسته فلز ایجاد می کند.
آنیل کردن معمولاً به منظور بهبود داکتیلیته فلزات انجام می شود. آنیل کردن یک روش از عملیات حرارتی است که فلزات تا دماهای بالا حرارت دیده تا میکروساختار آنها دگرگون گردد. به دنبال چنین قرار گرفتن در معرض دمای بالا، در ادامه فلزات به آهستگی سرد گردیده تا زمان کافی برای حذف ترکهای احتمالی در ساختار فلز وجود داشته باشد. در حالی که فولادها بیشتر تحت عملیات آنیل کردن قرار می گیرند، این فرآیند ممکن است روی سایر فلزات مانند مس، آلومینیم و برنج نیز اجرا گردد.
آنیل کردن نرم با هدف حرارت دادن فلزات تا نقطه ای که به شدت نرم شوند انجام می گردد، در نتیجه این کار روش ساده تری برای تغییر دادن ساختار فلز را ایجاد میکند. فولادهای پرآلیاژ که شامل مقدار زیادی کربن و همچنین عناصر آلیاژی مس و برنج هستند تحت عملیات آنیل کردن نرم قرار میگیرند.
فلزات معمولاً به منظور بهبود سختی و چقرمگی آنها تحت عملیات تمپر کردن پس از فرآیندهای عملیات حرارتی مانند کارسختی خنثی و سایر فرآیندهای کارسختی به منظور رسیدن به نسبت سختی/چقرمگی محصول نهایی فلز قرار میگیرند. این فرآیند معمولاً پس از سریع سرد کردن یا عملیات های سرد کردن در هوا انجام می گردد، همچنین تمپر کردن به منظور آزاد سازی تنش های ایجاد شده به وسیله فرآیند سریع سرد کردن در فلز انجام میشود. وابسته به نوع فولادی که تحت عملیات تمپر کردن قرار می گیرد، یک محدوده دمایی مشخص برای رسیدن به خواص فلز مورد نظر وجود دارد.
کارسختی سریع سرد شده یا سریع سرد کردن شامل حرارت دادن فلزات بیش از دمای بحرانی و کاهش دمای سریع فلزات تا دمای اتاق بوسیله قرار دادن قطعه داغ در آب، روغن یا مایع مناسب دیگر برای سخت کردن کامل ساختار است.
با حذف یک فرآیند سرد کردن طولانی، سرد کردن میتواند میکرو ساختار فلز را تغییر دهد تامحصول نهایی به طور یکنواخت سخت شود. سرد کردن فشاری: این شکل از سرد کردن بسیار پر طرفدار است زیرا که عملیات حرارتی فلزات برای اجزاء گرد یا تخت بزرگ مانند چرخ دنده ها، قطعات تولیدکننده انرژی بادی، تیغه های اره و غیره انجام استفاده میگردد.
