Hartowanie i hartowanie stali odbywa się poprzez proces ogrzewania, hartowania i ponownego nagrzewania stali. Celem jest zwiększenie poziomu twardości i wytrzymałości stali.
Stal zawiera węgiel, a ilość węgla decyduje o tym, czy może być utwardzony. Stal o niskim stężeniu węgla nie może być utwardzona, ponieważ nie ma wystarczającej ilości węgla, aby zmienić strukturę krystaliczną. Jednak stal wysokowęglowa może być utwardzana i odpuszczana.
Aby utwardzić stal, metal nagrzewa się do bardzo wysokich temperatur. Po podgrzaniu stali wyższej niż jej temperatura krytyczna, metal szybko schładza się w procesie zwanym hartowaniem. Wymaga to zanurzenia podgrzanego metalu w wodzie, oleju lub jakiejkolwiek innej cieczy w celu szybkiego obniżenia jego temperatury.
Ponieważ stal zawiera węgiel razem z innymi metalami, nagrzewanie się stopu powyżej jego temperatury krytycznej powoduje, że węgiel i metale wchodzą razem w stały roztwór. Gdy ten stały roztwór zostanie szybko schłodzony poprzez hartowanie, roztwór "zamarza" i zachowuje mikrostrukturę uzyskaną podczas procesu ogrzewania, co powoduje, że stal jest trudniejsza. Powoduje to również, że stal jest bardziej krucha, dlatego musi być hartowana, aby utrzymać wytrzymałość stopu.
Hartowanie to proces ponownego nagrzewania stali do stosunkowo niższej temperatury w porównaniu do temperatury stosowanej do utwardzania. Podgrzewanie pozwala na wytrącanie węgla w stali. W zależności od pożądanej wytrzymałości produktu końcowego można kontrolować temperaturę i czas trwania hartowania stali.
