Opis alternatywny dotyczy schematu obróbki cieplnej zwykłej, która dzieli się na wyżarzanie oraz hartowanie i odpuszczanie. Do wyboru jest dwanaście numerów, po których kliknięciu pojawi się nazwa danego rodzaju, jego opis, nagranie dźwiękowe tożsame z treścią oraz ewentualne grafiki.

Numer jeden. Wyżarzanie. Ogólnym celem wyżarzania różnego typu w obróbce cieplnej jest przywrócenie materiału po różnych procesach technologicznych (spawanie, obróbka plastyczna, inna obróbka cieplna) do warunków równowagi (zgodnych z wykresem równowagi fazowej). Wyżarzanie dzieli się na takie z przemianą alotropową (nagrzaniem powyżej temperatury zakończenia przemiany austenitycznej) lub bez przemiany alotropowej (nagrzania do temperatury niższej niż temperatura rozpoczęcia przemiany austenitycznej.

Numer dwa. Wyżarzanie ujednorodniające. Polega na nagrzaniu stali do temperatury 1050 do 1200 stopni Celsjusza o ok. 100 do 200 stopni Celsjusza niższej od temperatury rozpoczęcia topienia się stali, wygrzaniu długotrwałym w tym zakresie temperatury i następnym studzeniu. Wyżarzanie to jest stosowane głównie dla wlewków stalowych i ma na celu ograniczenie niejednorodności składu chemicznego. Wysoka temperatura oraz długi czas procesu (sięgający piętnastu godzin) pozwala na równomierne wymieszanie się różnych pierwiastków w całej objętości obrabianego materiału. Jednorodny skład chemiczny potrzeby jest aby przeprowadzić poprawnie kolejne operacje obróbki cieplnej. W momencie kiedy występuje niejednorodność składu chemicznego, niektóre obszary metalu wykazują nieco inny skład chemiczny a tym samym inne właściwości. Wysoka temperatura oraz długi czas procesu powoduje powiększanie się ziarna co skutkuje obniżeniem wytrzymałości stali, z tego powodu po tym zabiegu stosuje się często wyżarzanie normalizujące.

Numer trzy. Wyżarzanie normalizujące oraz zupełne. Stosuje się je dla stali węglowych podczas gdy wyżarzanie zupełne stosuje się dla stali stopowych. Wyżarzania te polegają na nagrzaniu stali do temperatury 30 do 50 stopni Celsjusza powyżej temperatury w której w strukturze występuje tylko faza austenityczna na czas do trzydziestu minut. Chłodzenie odbywa się swobodnie na powietrzu, lub razem z chłodzeniem się pieca po jego wyłączeniu co pozwala osiągnąć warunki zbliżone do równowagowych. Po ochłodzeniu nowe ziarna ferrytu oraz perlitu są mniejsze, co powoduje podwyższenie wytrzymałości materiału bez utraty plastyczności. Obróbkę tę stosuje się wiec do ujednorodnienia i zmniejszenia wielkości ziarna.

Numer cztery. Wyżarzanie zmiękczające. Polega na nagrzaniu materiału do temperatury zbliżonej do temperatury rozpoczęcia przemiany austenitycznej (nie mamy tutaj zatem pełnej przemiany austenitycznej) i wytrzymaniu w niej przez od dwóch do pięciu godzin. Powoduje to, że listwowy cementyt znajdujący się w perlice zaczyna zmieniać kształt na kulisty. Końcowa mikrostruktura składa się z ziaren ferrytu w której znajdują się kuliste wydzielenia cementytu. Celem obróbki jest obniżenie twardości materiału i polepszenie jego skrawalności. Podłużne wydzielenia cementytu są twarde i trudne do przecięcia przez narzędzia skrawające. Gdy cementyt jest kulisty narzędzie skrawające nie musi go przecinać a jedynie rozpychać na boki co ułatwia proces toczenia, frezowania czy wiercenia. Również plastyczność się poprawia. Wyżarzanie to przeprowadza się dla stali średnio oraz wysokowęglowych w których udział perlitu jest duży.

Numer pięć. Wyżarzanie rekrystalizujące. Polega na nagrzaniu metalu uprzednio odkształconego plastycznie na zimno do temperatury wyższej od temperatury rekrystalizacji (zazwyczaj od trzech dziesiątych do sześciu dziesiątych temperatury topnienia w skali Kelwina), wygrzaniu w tej temperaturze i chłodzeniu z dowolną szybkością. Energia zmagazynowana podczas odkształcenia plastycznego powoduje że w odkształconych ziarnach zaczynają pojawiać się i rosnąć nowe – nieodkształcone. Czas wygrzewania w wyżarzaniu rekrystalizującym zależy od temperatury oraz stopnia odkształcenia materiału i może wynosić od kil dziesięciu minut do kilku godzin. Obróbka plastyczna powoduje zwiększenie się wytrzymałości ale przy dużym obniżeniu plastyczności. Wyżarzanie rekrystalizujące często stosowane jako międzyoperacyjne podczas walcowania lub ciągnienia metali na zimno, powodując zmniejszenie twardości i wytrzymałości oraz zwiększenie właściwości plastycznych metalu, co umożliwia dalszą obróbkę plastyczną na zimno.

Numer sześć. Wyżarzanie odprężające. Polega na nagrzaniu stali do temperatury od stu pięćdziesięciu do sześciuset pięćdziesięciu stopni Celsjusza i wygrzaniu jej przez okres zazwyczaj od jednej do trzech godzin. Celem tej operacji jest usunięcie naprężeń odlewniczych, spawalniczych, cieplnych lub spowodowanych obróbką plastyczną. Wyżarzanie odprężające prawie nie wiąże się z wprowadzaniem zmian strukturalnych. Odprężanie samorzutne– tak zwane sezonowanie – zachodzi w temperaturze pokojowej, w czasie wynoszącym kilka lub kilkanaście miesięcy, a niekiedy nawet kilka lat.

Numer siedem. Hartowanie i odpuszczanie. Ogólnym celem hartowania w obróbce cieplnej jest wymuszenie powstania nowych faz charakteryzujących się znacznie wyższą wytrzymałością niż struktura ferrytyczno perlityczna poprzez bardzo dynamiczne chłodzenie materiału z temperatury austenityzacji w której cały węgiel w stali jest rozpuszczony w austenicie. Hartowanie zatem wymaga przemiany alotropowej. Do chłodzenia w procesach hartowania stosuje się takie media (substancje) jak: woda – do 750 °C/s- 15% wodnego roztworu NaCl (woda z solą kuchenną) – do 2600 °C/s oraz olej hartowniczy – do 300 °C/s. Odpuszczanie ma na celu zmniejszenie naprężeń hartowniczych i jest zbliżone do wyżarzania odprężającego.

Numer osiem. Martenzytyczne i stopniowe. Hartowanie martenzytyczne polega na nagrzaniu stali do temperatury 30 do 50 stopni Celsjusza powyżej temperatury, w której w strukturze ferryt jest przemieniony w austenit. Następnie materiał jest wygrzewany zwykle przez dziesięć do trzydziestu min, podczas których cementyt (węgiel) rozpuszcza się w austenicie.  Najważniejszym etapem hartowania jest chłodzenie, musi ono odbywać się z bardzo dużą szybkością (w wodzie lub oleju), aby nie pozwolić aby węgiel wydzielił się w strukturze w postaci cementytu. Takie chłodzenie skutkuje przemianą alotropową austenitu w ferryt natomiast węgiel pozostaje uwięziony w ferrycie zamiast wydzielić się w postaci cementytu w perlicie. Powoduje to powstanie bardzo mocno przesyconego w węgiel ferrytu (nazywanego martenzytem), który przez to wykazuje bardzo dużą twardość, wytrzymałość i wysokie naprężenia wewnętrzne. Szybkość chłodzenia, pozwalająca na uzyskanie martenzytu nazywana jest szybkością krytyczną. Hartowanie wywołuje w materiale na tyle duże naprężenia iż może on od tego ulec zniszczeniu (popękać), dodatkowo materiał taki jest bardzo kruchy i nieodporny na uderzenia z tego powodu po hartowaniu przeprowadza sie odpuszczanie, obniżające naprężenia w materiale i zmniejszające jego kruchość. Im więcej węgla w stali tym jej wyższa wytrzymałość oraz twardość po hartowaniu, gdyż ferryt jest mocniej przesycony węglem. W przypadku chęci hartowania małych i drobnych przedmiotów ze stali stopowych oraz przedmiotów o złożonych kształtach i zmiennych przekrojach, stosuje się czasami hartowanie stopniowe, które zapewnia uzyskanie struktury stali takiej jak po operacji hartowania martenzytycznego zwykłego przy znacznie mniejszych nieprężeniach i odkształceniach cieplnych i strukturalnych. Takie hartowanie różni się jedynie przebiegiem chłodzenia. W pierwszym etapie materiał hartuje się w gorącym oleju do temperatury o 30 do 50 stopni Celsjusza wyższej od temperatury przemiany martenzytycznej. Następnie element wytrzymuje się w stopionej soli lub gorącym oleju o tej temperaturze co pozwala na wyrównanie się temperatury w całym elemencie. Następnie kontynuuje się hartowanie w oleju, wodzie lub na powietrzu do temperatury pokojowej.

Numer dziewięć. Hartowanie bainityczne. Polega na nagrzaniu stali do temperatury 30 do 50 stopni Celsjusza powyżej temperatury w której w strukturze ferryt jest przemieniony w austenit. Następnie materiał jest wygrzewany zwykle przez 10 do 30 minut, podczas których cementyt rozpuszcza się w austenicie.  Hartowanie martenzytyczne oraz bainityczne odróżnia jedynie szybkość chłodzenia, która dla hartowania bainitycznego jest niższa (stosuje się do chłodzenia mieszanke wody i polimerów) lub przeprowadza się chłodzenie z przystankiem w temperaturze przemiany bainitycznej (zwykle 550 – 350 °C) (wytrzymaniu w stopionej soli lub gorącym oleju o tej temperaturze). Powoduje to uzyskanie struktury pośredniej między martenzytem a ferrytem – nieco przesyconego w węgiel ferrytu z częściowo wydzielonym cementytem w postaci niewielkich pałeczek. Uzyskany bainit nie ma tak wysokich właściwości wytrzymałościowych jak martenzyt ale posiada lepszą plastyczności i mniejsza kruchość. Z tego powodu często materiał zahartowany na bainit nie wymaga odpuszczania.

Numer dziesięć. Objętościowe i powierzchniowe. Hartowanie może być objętościowe – gdy cały element jest nagrzany do temperatury austenityzacji a następnie szybko schłodzony, lub powierzchniowo. Hartowanie powierzchniowe odbywa się poprzez nagrzanie jedynie powierzchni obrabianego elementu do temperatury austenityzacji na kilka sekund, podczas gdy jego środek pozostaje zimny, a następnym jego zahartowaniu w wodzie lub oleju. Do hartowania powierzchniowego niezbędne jest bardzo silne źródło ciepła jak cewka indukcyjna lub wiązka lasera, które pozwoli na bardzo szybkie nagrzanie powierzchni elementu bez nagrzewania jego środka. Hartowanie powierzchniowe umożliwia ograniczenie nagrzewania do cienkiej warstwy powierzchniowej i to jedynie w miejscach, które powinny być obrobione cieplnie i wykazywać duża wytrzymałość (na przykład zęby kół zębatych) podczas gdy pozostała część elementu ma pozostać miękka, plastyczna i bardziej odporna na pękanie.

Numer jedenaście. Odpuszczanie. Odpuszczanie jest wyżarzaniem odprężającym stosowanym po operacji hartowania. Polega na usunięciu części naprężeń hartowniczych poprzez częściowe uwolnienie węgla z przesyconego ferrytu (martenzytu), który wydziela się w postaci bardzo drobnego cementytu. Odpuszczanie trwa zazwyczaj od jednej do trzech godzin. Wyróżniamy trzy typy różniące się temperaturą wygrzewania: - Niskie. Odpuszczanie niskie (odprężające) jest wykonywane w temperaturze 150÷200°C i stosowane głównie dla narzędzi, sprężyn, sprawdzianów. Celem tej operacji jest usunięcie naprężeń hartowniczych z zachowaniem dużej twardości, wytrzymałości i odporności na ścieranie. - Średnie. Odpuszczanie średnie, odbywające się w temperaturze 250 do 500 stopni Celsjusza, jest stosowane do sprężyn, resorów, matryc i innych części maszyn. W wyniku tej operacji twardość stali ulega wprawdzie niewielkiemu zmniejszeniu, lecz zostają zachowane duża wytrzymałość i sprężystość. - Wysokie Odpuszczanie wysokie, wykonywane w temperaturze od 500 stopni Celsjusza do 650 stopni Celsjusza, ma na celu osiągnięcie możliwie dobrych właściwości plastycznych stali. Stosowane jest między innymi dla elementów maszyn, od których wymagana jest wysoka granica plastyczności.

Numer dwanaście. Utwardzanie cieplne oraz ulepszanie cieplne. Hartowanie i niskie odpuszczanie wykonane łącznie są nazywane utwardzaniem cieplnym, ponieważ skutkują uzyskaniem dużo twardszego materiału ale o niskiej plastyczności. Hartowanie i wysokie odpuszczanie stanowią łącznie tzw. ulepszanie cieplne, ponieważ skutkują uzyskaniem materiału o jednocześnie wysokiej wytrzymałości i dobrej plastyczności.

Opis alternatywny dotyczy schematu obróbki cieplno‑chemicznej. Po kliknięciu wybranego numeru pojawia się jego opis oraz nagranie dźwiękowe tożsame z treścią.

Obróbka cieplno‑chemiczna to proces, w którym zmienia się skład chemiczny warstwy wierzchniej elementu obrabianego za pomocą działania ciepła i reakcji chemicznych. Celem tego procesu jest uzyskanie właściwości różniących się od właściwości rdzenia elementu, takie jak zwiększona odporność na ścieranie, zmęczenie oraz działanie korozyjne środowiska. Najczęściej stosowanymi technikami obróbki cieplno‑chemicznej są nawęglanie, azotowanie, węgloazotowanie, azotonawęglanie, krzemowanie oraz metalizowanie dyfuzyjne.

Nawęglanie to proces polegający na nasyceniu warstwy wierzchniej stali węglem poprzez podgrzewanie elementu w obecności węgla atomowego. Celem nawęglania jest zwiększenie twardości i odporności na ścieranie powierzchni, przy zachowaniu ciągliwości rdzenia elementu. Temperatura nawęglania wynosi zazwyczaj od dziewięciuset do dziewięciuset pięćdziesięciu stopni Celsjusza, a stosowane stale to te zawierające do około dwudziestu pięciu setnych procent węgla.

Azotowanie polega na nasyceniu azotem warstwy wierzchniej stalowych elementów w temperaturze niższej niż temperatura przemiany austenitu. Cel azotowania to poprawa odporności na ścieranie, wytrzymałości zmęczeniowej oraz odporności na korozję. Przed azotowaniem często stosuje się ulepszanie cieplne, a stosowane metody azotowania mogą być utwardzające lub antykorozyjne, w zależności od potrzeb.

Cyjanowanie, inaczej zwane węgloazotowaniem, polega na nasyceniu powierzchni przedmiotów jednocześnie węglem i azotem w temperaturze <wahającej się od pięciuset do dziewięciuset pięćdziesięciu stopni Celsjusza. Po późniejszym hartowaniu warstwa zewnętrzna takiego przedmiotu ma większą odporność na ścieranie i tworzy twardszą powierzchnię. W zależności od rodzaju środowiska cyjanowanie dzieli się na:

- Gazowe, polegające na wygrzewaniu przedmiotu w mieszaninie amoniaku i gazu węglowego.

- Ciekłe (kąpielowe), polegające na wygrzewaniu przedmiotu w stopionych solach zawierających cyjanek sodu (NaCN), który jest substancją trującą i w solach obojętnych.