Žíhanie zahŕňa zahrievanie kovu, zvyčajne ocele, na teplotu nad bodom jeho rekryštalizácie, čo umožňuje reformáciu jeho kryštalickej štruktúry so zníženým vnútorným napätím. Materiál sa udržiava pri tejto teplote, aby sa umožnila dostatočná difúzia atómov, čím sa podporí tvorba mäkšej a tvárnejšej fázy. Potom sa pomaly ochladzuje – často v peci – aby sa zabránilo vzniku napätia. Toto riadené ochladzovanie zjemňuje štruktúru zŕn, minimalizuje tvrdosť a zvyšuje tvárnosť, vďaka čomu sa kov ľahšie obrába, tvaruje alebo formuje bez praskania.

V procese normalizácie sa oceľ zahrieva na teplotu mierne nad kritickým rozsahom transformácie, aby sa úplne austenitizovala, a potom sa nechá vychladnúť na čerstvom vzduchu. Táto rýchlejšia rýchlosť chladenia v porovnaní so žíhaním vytvára jemnejšiu a homogénnejšiu perlitickú alebo feritickú mikroštruktúru. Výsledkom je zlepšená húževnatosť, pevnosť a odolnosť voči opotrebovaniu so zníženou krehkosťou. Normalizované diely majú jednotnú, malozrnnú štruktúru, ktorá zlepšuje konzistentnosť mechanických vlastností a je prospešná pre súčiastky vystavené nárazu a namáhaniu.

Kalenie rýchlo ochladí materiál – zvyčajne oceľ – po jeho zahriatí nad austenitizačnú teplotu, čím sa uzamkne tvrdá martenzitická štruktúra. Proces zahŕňa ponorenie zahriateho materiálu do chladiaceho média, ako je olej, voda alebo polymérne roztoky, aby sa rýchlo znížila jeho teplota. Toto rýchle ochladenie zachytáva atómy uhlíka v mriežke a vytvára presýtenú štruktúru s vysokou tvrdosťou, ktorá výrazne zvyšuje pevnosť a odolnosť proti opotrebovaniu. Proces kalenia však zavádza vnútorné napätie, vďaka čomu je materiál krehkejší, takže na vyváženie tvrdosti s ťažnosťou je často potrebné ďalšie popúšťanie.

Popúšťanie sa používa na úpravu tvrdosti a zníženie krehkosti kaleného kovu, najmä martenzitických ocelí. Kalený kov sa znova zahreje na teplotu pod kritickým bodom transformácie a udržiava sa na tejto teplote určitý čas, potom sa ochladí. Toto riadené zahrievanie umožňuje čiastočnú difúziu atómov uhlíka, čím sa uvoľňuje vnútorné napätie a zjemňuje mikroštruktúra. Popúšťanie zvyšuje húževnatosť a zlepšuje odolnosť voči praskaniu, pričom si zachováva veľkú časť pevnosti získanej kalením, vďaka čomu je vhodný pre aplikácie s vysokou pevnosťou.

Procesy povrchového kalenia, ako je cementácia, nitridácia a indukčné kalenie, sú navrhnuté tak, aby zvýšili tvrdosť povrchu materiálu a zároveň zachovali húževnaté a tvárne jadro. Pri cementácii a nitridácii je povrch obohatený uhlíkom alebo dusíkom, ktoré prenikajú do vonkajšej vrstvy a pri vystavení kontrolovanému teplu vytvárajú kalený obal. Indukčné kalenie zasa zahŕňa rýchle zahriatie povrchu elektromagnetickou indukciou, po ktorom nasleduje kalenie. Povrchové kalenie je ideálne pre súčiastky, ktoré vyžadujú vysokú odolnosť povrchu proti opotrebovaniu – ako sú ozubené kolesá a vačkové hriadele – a zároveň potrebujú tvárne jadro na absorbovanie nárazu.

Starnutie, najmä v zliatinách vytvrditeľných precipitáciou (napr. zliatiny hliníka a titánu), zahŕňa zahrievanie zliatiny na zvýšenú teplotu, aby sa umožnilo kontrolované vyzrážanie sekundárnych fáz. Toto oddelenie fáz vytvára prekážky v štruktúre zŕn, čím sa zvyšuje tvrdosť a pevnosť prostredníctvom vyzrážacieho vytvrdzovania. Proces starnutia môže byť prirodzený (prebiehajúci pri izbovej teplote) alebo umelý (urýchlený zahrievaním). Výsledkom je výrazné zlepšenie mechanických vlastností, ako je pevnosť v ťahu a stabilita, vďaka čomu sú starnúce zliatiny vhodné pre konštrukčné komponenty v náročných aplikáciách, ako je letecký a automobilový priemysel.