El recocido consiste en calentar un metal, generalmente acero, a una temperatura superior a su punto de recristalización, lo que permite que su estructura cristalina se reforme con una menor tensión interna. El material se mantiene a esta temperatura para permitir una difusión suficiente de los átomos, lo que favorece la formación de una fase más blanda y dúctil. Posteriormente, se enfría lentamente —a menudo dentro del horno— para evitar la introducción de tensiones. Este enfriamiento controlado refina la estructura del grano, minimiza la dureza y aumenta la ductilidad, lo que facilita el mecanizado, el conformado y el moldeado del metal sin que se agriete.

En el proceso de normalización, el acero se calienta a una temperatura ligeramente superior a su rango crítico de transformación para austenizarlo completamente, y luego se deja enfriar al aire libre. Esta velocidad de enfriamiento más rápida, en comparación con el recocido, produce una microestructura perlítica o ferrítica más fina y homogénea. El resultado es una mayor tenacidad, resistencia y resistencia al desgaste, con una menor fragilidad. Las piezas normalizadas presentan una estructura uniforme de grano fino, lo que mejora la consistencia de las propiedades mecánicas y resulta beneficioso para componentes sometidos a impactos y esfuerzos.

El temple enfría rápidamente un material —generalmente acero— después de calentarlo por encima de su temperatura de austenización, fijando así una estructura martensítica dura. El proceso consiste en sumergir el material calentado en un medio refrigerante, como aceite, agua o soluciones poliméricas, para reducir su temperatura rápidamente. Este enfriamiento rápido atrapa los átomos de carbono dentro de la red cristalina, creando una estructura sobresaturada de alta dureza que aumenta considerablemente la resistencia y la durabilidad. Sin embargo, el temple introduce tensiones internas, lo que hace que el material sea más frágil, por lo que a menudo se requiere un revenido adicional para equilibrar la dureza con la ductilidad.

El revenido se utiliza para ajustar la dureza y reducir la fragilidad de un metal templado, especialmente en aceros martensíticos. El metal templado se recalienta a una temperatura inferior a su punto crítico de transformación y se mantiene a esa temperatura durante un tiempo determinado, para luego enfriarse. Este calentamiento controlado permite la difusión parcial de átomos de carbono, aliviando las tensiones internas y refinando la microestructura. El revenido aumenta la tenacidad y mejora la resistencia al agrietamiento, conservando gran parte de la resistencia obtenida mediante el temple, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de alta resistencia.

Los procesos de endurecimiento superficial, como la carburación, la nitruración y el endurecimiento por inducción, están diseñados para aumentar la dureza de la superficie de un material manteniendo un núcleo resistente y dúctil. En la carburación y la nitruración, la superficie se enriquece con carbono o nitrógeno, que penetra en la capa exterior y forma una capa endurecida al exponerse a calor controlado. El endurecimiento por inducción, por su parte, consiste en calentar rápidamente la superficie mediante inducción electromagnética, seguido de un enfriamiento rápido. El endurecimiento superficial es ideal para piezas que requieren una alta resistencia al desgaste en la superficie, como engranajes y árboles de levas, a la vez que necesitan un núcleo dúctil para absorber impactos.

El envejecimiento, especialmente en aleaciones endurecibles por precipitación (como las de aluminio y titanio), implica calentar la aleación a una temperatura elevada para permitir la precipitación controlada de fases secundarias. Esta separación de fases crea obstáculos dentro de la estructura granular, aumentando la dureza y la resistencia mediante el endurecimiento por precipitación. El proceso de envejecimiento puede ser natural (a temperatura ambiente) o artificial (acelerado por calentamiento). El resultado es una mejora significativa en las propiedades mecánicas, como la resistencia a la tracción y la estabilidad, lo que hace que las aleaciones envejecidas sean idóneas para componentes estructurales en aplicaciones exigentes como la industria aeroespacial y automotriz.