Proces grijanja i hlađenja utječe na tvrdoću čelika u različitim stupnjevima. Razmjerno legirani čelici s visokim sadržajem ugljika, poput Američkog instituta za željezo i čelik (AISI) 4130, moraju se podvrgnuti toplinskoj obradi prije nego što se mogu strojno obraditi ili oblikovati. Dva postupka mijenjaju tvrdoću od 4130, žareći i normalizirajući, a oba se mogu primijeniti ovisno o željenoj primjeni čelika.
Opća kemija
Čelik AISI 4130 ima specijalizirani kemijski sastav koji mu daje jedinstven skup svojstava. Čelik ima sadržaj ugljika između 0,28 i 0,33 posto, sadržaj kroma između 0,8 i 1,1 posto, sadržaj mangana između 0,7 i 0,9 posto, molibden između 0,15 i 0,25 posto, a sadržaj silicija između 0,15 i 0,35 posto. Ova kemija stvara čelik s određenom otpornošću na koroziju i sposobnošću stvrdnjavanja.
Kali
Žaljenje je proces promjene molekularne strukture čelika u njegovo ravnotežno stanje. Može biti analogno izradi bombona ako zamislimo sirup od bombona koji polako stvara kristale. Kako kristali rastu, materijal postaje manje kosi i teže se savijati. Ovaj se postupak događa u čeliku kada se obrađuje, obrađuje ili zagrijava. Kad se 4130 zagrijava i drži na 1.525 stupnjeva, kristalna struktura čelika počinje se vraćati u kovno stanje. Potpuno zagrijana 4130 ima vlačnu čvrstoću od 81.200 funti po kvadratnom inču i Rockwell tvrdoću od 95.
Normalizirani
Normaliziranje je sličan postupak žarenja, osim što se metal zagrijava na višu temperaturu i hladi polako tijekom sati ili čak dana. Ovo sporo hlađenje uklanja gotovo sav unutarnji stres unutar 4130 čelika i stvara duktilni materijal s većom zateznom čvrstoćom u usporedbi sa žarenim čelikom sa 106 000 psi. Čelik ima istu Rockwell tvrdoću i druga fizička svojstva, ali je mnogo elastičniji u obradi.
