Kalení
Kalení železných materiálů (oceli a litiny) slouží ke zvýšení jejich tvrdosti. Může se rovněž provádět v kombinaci s jiným tepelným zpracováním (zahřátí a následné rychlé ochlazení).
Při tzv. transformačním zpevňování, nejdůležitějším procesu kalení, se obrobek zahřeje na takovou teplotu, že se jeho struktura změní z feritické (železo α s tělesně centrovanou krychlovou strukturou) na austenitickou (železo γ s plošně centrovanou krychlovou strukturou). V austenitu se může rozpustit mnohem více uhlíku než ve feritu.
Pokud se obrobek udržuje při správné teplotě (obvykle > 723°C) dostatečně dlouhou dobu, přechází již přítomný uhlík nebo uhlík dodatečně vnesený do austenitu do roztoku. Jestliže je nyní obrobek dostatečně rychle a hluboce ochlazen, uhlík již nemůže difundovat z krystalové mřížky austenitu, a krystalová struktura železa se tedy nemůže přeměnit zpět na tělesně centrovanou krychlovou strukturu feritu, nýbrž se změní na jinou tělesně centrovanou krychlovou strukturu, na tzv. martenzit. Martenzit má mnohem vyšší tvrdost než ferit.
Ve druhém kroku, tzv. popouštění, se sníží tvrdost obrobku, který je po kalení velmi tvrdý a křehký („sklovitý“), a cílenou volbou správné teploty popouštění se dosáhne požadované provozní tvrdosti (vyšší teploty vedou k nižší tvrdosti a vyšší houževnatosti).
Proces kalení a následného popouštění se nazývá zušlechťování.
