Celem końcowej obróbki cieplnej jest poprawa właściwości mechanicznych, takich jak twardość, odporność na zużycie i wytrzymałość.
(1) Hartowanie
Hartowanie można podzielić na hartowanie powierzchniowe i hartowanie całkowite. Hartowanie powierzchniowe jest szeroko stosowane ze względu na minimalne odkształcenie, utlenianie i odwęglenie, a także oferuje zalety, takie jak wysoka wytrzymałość zewnętrzna, dobra odporność na zużycie, przy jednoczesnym zachowaniu dobrej wytrzymałości wewnętrznej i odporności na uderzenia. Aby poprawić właściwości mechaniczne części hartowanych powierzchniowo, często wykonuje się przygotowawcze obróbki cieplne, takie jak odpuszczanie lub normalizowanie. Ogólny przepływ procesu jest następujący: wykrawanie → kucie → normalizowanie (lub wyżarzanie) → obróbka zgrubna → odpuszczanie → półwykańczanie → hartowanie powierzchni → wykańczanie.
(2) Nawęglanie i hartowanie
Nawęglanie i hartowanie jest odpowiednie dla stali niskowęglowych i niskostopowych. Najpierw zwiększa zawartość węgla w powierzchni części, umożliwiając wysoką twardość po hartowaniu, podczas gdy rdzeń zachowuje pewną wytrzymałość, wysoką wytrzymałość i plastyczność. Nawęglanie może być pełne lub częściowe. W przypadku nawęglania częściowego należy podjąć środki antywęglowe (takie jak miedziowanie lub powlekanie materiałami antywęglowymi) w obszarach nienawęglanych. Ze względu na znaczną deformację podczas nawęglania i hartowania oraz typowe głębokości nawęglania w zakresie od 0.5 do 2 mm, proces nawęglania jest zazwyczaj zaplanowany pomiędzy półwykańczaniem a wykańczaniem.
Typowy przebieg procesu jest następujący: wykrawanie → kucie → normalizowanie → obróbka zgrubna i półwykańczająca → nawęglanie i hartowanie → wykańczanie.
Jeżeli w przypadku nienawęglonej części częściowo nawęglonej stosuje się plan procesowy polegający na zwiększeniu naddatku, a następnie usunięciu nadmiaru warstwy nawęglonej, etap usuwania nadmiaru warstwy należy wykonać po nawęglaniu, ale przed hartowaniem.
(3) Obróbka azotowaniem
Azotowanie to proces obróbki, w którym atomy azotu są wprowadzane do powierzchni metalu w celu utworzenia warstwy związków zawierających azot. Warstwa azotowana zwiększa twardość powierzchni części, odporność na zużycie, wytrzymałość zmęczeniową i odporność na korozję. Ponieważ azotowanie jest wykonywane w stosunkowo niskich temperaturach, co skutkuje minimalnymi odkształceniami, a warstwa azotowana jest cienka (zwykle nieprzekraczająca 0.6-0.7mm), proces azotowania powinien być zaplanowany tak późno, jak to możliwe. Aby zminimalizować odkształcenia podczas azotowania, po cięciu zazwyczaj wymagane jest odpuszczanie w wysokiej temperaturze.
