بازپخت یک فرآیند عملیات حرارتی است که در آن فولاد گرد آهنگری تا دمای مشخصی - معمولاً کمتر از دمای بحرانی آن - گرم می شود و سپس به آرامی معمولاً در یک کوره سرد می شود. هدف اولیه از بازپخت نرم کردن فولاد است که باعث کارایی بیشتر آن برای عملیات ماشینکاری یا شکل دهی بعدی می شود. در طول بازپخت، تنش‌های داخلی ناشی از آهنگری کاهش می‌یابد و ساختار دانه‌ای فولاد تصفیه می‌شود. این فرآیند منجر به کاهش سختی و افزایش شکل‌پذیری می‌شود و توانایی فولاد را برای تغییر شکل پلاستیک بدون شکستگی افزایش می‌دهد. علاوه بر این، بازپخت یکنواختی ریزساختار فولاد را بهبود می بخشد، که به عملکرد قابل پیش بینی تر و سازگارتر در کاربرد نهایی آن کمک می کند.
کوئنچ یک فرآیند عملیات حرارتی حیاتی است که شامل حرارت دادن فولاد گرد آهنگری تا دمای بالا، معمولاً بالاتر از دمای بحرانی آن، و سپس سرد کردن سریع آن در یک محیط خاموش کننده مانند آب، روغن یا محلول های پلیمری است. خنک‌سازی سریع ریزساختار فولاد را معمولاً به مارتنزیت تبدیل می‌کند، فازی سخت و شکننده که با ساختاری سوزنی‌مانند مشخص می‌شود. این تبدیل به طور قابل توجهی سختی و استحکام کششی فولاد را افزایش می دهد. با این حال، کوئنچ همچنین تنش های داخلی قابل توجهی را به دلیل نرخ های خنک کننده تفاضلی در فولاد وارد می کند که در صورت عدم مدیریت صحیح می تواند منجر به تاب خوردگی یا ترک شود. انتخاب محیط کوئنچ و سرعت خنک کنندگی فاکتورهای مهمی در دستیابی به تعادل مطلوب بین سختی و چقرمگی هستند.
تمپر کردن پس از کوئنچ انجام می شود تا شکنندگی ناشی از تبدیل مارتنزیتی را کاهش دهد. در این فرآیند، فولاد کوئنچ شده مجدداً تا دمایی کمتر از دمای بحرانی خود گرم می شود و قبل از سرد شدن تا دمای اتاق، برای مدت معینی در این دما نگهداری می شود. برای دستیابی به خواص مکانیکی مورد نظر، دما و مدت زمان گرم شدن به دقت کنترل می شود. تمپر کردن سختی فولاد را اندکی کاهش می دهد و در عین حال چقرمگی آن را به میزان قابل توجهی بهبود می بخشد و باعث می شود که فولاد در اثر ضربه یا استرس کمتر مستعد ترک خوردن شود. این فرآیند همچنین برخی از تنش‌های داخلی ناشی از کوئنچ را کاهش می‌دهد و در نتیجه ریزساختار فولاد را تثبیت می‌کند و ثبات ابعادی آن را بهبود می‌بخشد.
عادی سازی شامل حرارت دادن فولاد گرد آهنگری تا دمای کمی بالاتر از دمای بحرانی آن (معمولاً 850 درجه سانتیگراد تا 950 درجه سانتیگراد) و سپس اجازه دادن به آن در هوا خنک می شود. هدف از این فرآیند پالایش ساختار دانه فولاد، افزایش یکنواختی آن و بهبود خواص مکانیکی مانند استحکام و چقرمگی است. بر خلاف کوئنچ، نرمالیزاسیون سختی شدید ایجاد نمی کند، اما ریزساختار یکنواخت تر و متعادل تری ایجاد می کند، و آن را برای کاربردهایی که ترکیبی از استحکام و شکل پذیری مورد نیاز است، مناسب می کند.
برای کاربردهایی که نیاز به سطح سخت و مقاوم در برابر سایش دارند و در عین حال هسته سختی را حفظ می‌کنند، از تکنیک‌های سخت‌سازی بدنه مانند کربورسازی، نیترید کردن، یا کربناتیدینگ استفاده می‌شود. این فرآیندها شامل پخش کربن یا نیتروژن به لایه سطحی فولاد گرد آهنگری برای افزایش سختی سطح است. به عنوان مثال، کربورسازی شامل گرم کردن فولاد در محیطی غنی از کربن است، در حالی که نیتروژن باعث معرفی نیتروژن می شود. سخت شدن سطح مقاومت در برابر سایش و استحکام خستگی را افزایش می دهد، در حالی که هسته نسبتا نرم تر و انعطاف پذیرتر باقی می ماند و ترکیب خوبی از ویژگی های عملکردی را ارائه می دهد.
