مارتنزیت

آستنیت فاز محلول جامد کربن در آهن گاما با شبکهٔ مکعبی وجوه‌پر است که در دمای بالا پایدار است و در فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی مانند ۳۰۴ و ۳۱۶ در دمای اتاق نیز حفظ می‌شود. این فاز غیرمغناطیسی و شکل‌پذیر است.

کوئنچ سردکردن سریع فولاد آستنیته‌شده در آب، روغن، پلیمر یا هوا برای رسیدن به ساختار مارتنزیتی و سختی بالا است. نرخ سردکردن باید بیشتر از سرعت بحرانی باشد تا ساختار تعادلی تشکیل نشود.

تمپر عملیات حرارتی گرمایش فولاد کوئنچ‌شده تا دمای زیر دمای بحرانی و نگهداری در آن دما است تا سختی به مقدار مطلوب کاهش یابد و چقرمگی و تنش داخلی اصلاح شود. دمای تمپر، تعیین‌کنندهٔ توازن نهایی سختی و چقرمگی قطعه است.

سختی مقاومت ماده در برابر فرورفتگی یا خراش است و با روش‌های برینل، راکول و ویکرز اندازه‌گیری می‌شود. سختی شاخص سریع کیفیت عملیات حرارتی و وضعیت سطح است.