إن عملية المعالجة الحرارية الأكثر فعالية لتقسية الفولاذ هي الجمع بين التصلب والتقسية. وتتضمن هذه العملية مرحلتين: التصلب الذي يتضمن تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة عالية ثم تبريده بسرعة (التبريد)، والتلطيف الذي يتضمن إعادة تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة أقل ثم تبريده ببطء. لا تعمل هذه العملية المزدوجة على تقوية الفولاذ فحسب، بل تزيد أيضًا من صلابته ومقاومته للتآكل.
عملية التصلب:
تبدأ مرحلة التصلب بتسخين الفولاذ إلى درجة حرارة أعلى من 900 درجة مئوية عادةً. وتسمح درجة الحرارة المرتفعة هذه لذرات الكربون في الفولاذ بالانتشار بشكل منتظم في جميع أنحاء المادة، مما يضمن بنية متجانسة. ثم يتم إجراء التبريد السريع، أو التبريد بالتبريد، باستخدام وسائط مثل الماء أو الزيت أو الهواء، اعتمادًا على نوع الفولاذ والخصائص المطلوبة. يعمل التبريد على تحويل الفولاذ إلى هيكل مارتينسيتي صلب ولكن هش. هذه البنية شديدة المقاومة للتآكل والتشوه، مما يجعلها مثالية للأدوات والمكونات التي تتطلب قوة عالية.عملية التقسية:
بعد عملية التصلب، يتم تقسية الفولاذ. وتتضمن هذه العملية إعادة تسخين الفولاذ المقسى إلى درجة حرارة منخفضة، تتراوح عادةً بين 150 درجة مئوية و650 درجة مئوية، ثم تركه يبرد ببطء. والغرض من عملية التقسية هو تقليل هشاشة البنية المارتنسيتية التي تكونت أثناء التصلب وزيادة صلابته. أثناء عملية التقسية، تتم إزالة بعض الكربون الزائد من المارتينسيت، ويتم تعديل البنية المجهرية لتكوين المارتينسيت المقسّى، والذي يكون أقل هشاشة وأكثر قابلية للسحب. وهذا يجعل الفولاذ أكثر مقاومة للصدمات وأقل عرضة للتشقق تحت الضغط.
