Wyżarzanie polega na ogrzewaniu metalu powyżej temperatury krytycznej, utrzymywaniu go w określonej temperaturze i kolorze oraz pozostawieniu go do schłodzenia do temperatury pokojowej z kontrolowaną szybkością. Ten proces zwiększa szybkość dyfuzji atomy w kierunku stanu równowagi, dostarczając energię potrzebną do rozbicia wiązań atomowych. Ruch atomów redystrybuuje i niszczy dyslokacje w strukturze metalu.
Wyżarzanie odbywa się w trzech etapach: odzysk, rekrystalizacja i wzrost ziarna. Odzyskiwanie zachodzi w niższych temperaturach wyżarzania i powoduje zmiękczenie metalu poprzez usunięcie dyslokacji. Rekrystalizacja powoduje powstanie nowych, pozbawionych naprężeń ziaren, które zastępują odkształcone przez dyslokacje. Wzrost ziarna prowadzi do zgrubienia mikrostruktury metalu, co może spowodować utratę wytrzymałości, jeśli metal nie jest utwardzony.
Proces termodynamiczny odprężania jest spontaniczny, ale zachodzi powoli w temperaturze pokojowej. Wysokie temperatury wyżarzania przyspieszają ten proces. Wyżarzanie przygotowuje metal do dalszych prac, takich jak cięcie, kształtowanie lub formowanie. Metale nieżelazne, takie jak miedź, srebro i mosiądz, mogą być chłodzone szybko przez hartowanie w wodzie, podczas gdy metale żelazne muszą być chłodzone powoli w spokojnym powietrzu. Aluminium może się stopić, jeśli jest zbyt długo ogrzewane, więc musi być ogrzane na odległość.
