鋼を硬化させる最も効果的な熱処理プロセスは、焼入れと焼戻しの組み合わせである。このプロセスには、鋼を高温に加熱してから急冷する（焼入れ）焼戻しと、鋼を低温に再加熱してから徐冷する焼戻しの2段階がある。この2つの工程を経ることで、鋼は硬くなるだけでなく、靭性や耐摩耗性も向上する。
焼入れプロセス：
焼き入れの段階は、鋼を通常900℃以上の温度に加熱することから始まる。この高温により、鋼中の炭素原子が材料全体に均一に拡散し、均質な組織が確保される。その後、鋼材の種類や求める特性に応じて、水、油、空気などの媒体を用いて急冷（焼き入れ）を行います。焼入れにより、鋼は硬いが脆いマルテンサイト組織に変化する。この組織は摩耗や変形に強く、高い強度を必要とする工具や部品に最適です。焼戻し工程：
焼入れの後、鋼は焼き戻される。この工程では、焼入れした鋼を通常150℃～650℃の低温に再加熱し、ゆっくりと冷却します。焼戻しの目的は、焼入れ中に形成されたマルテンサイト組織の脆さを減らし、靭性を高めることである。焼戻しでは、マルテンサイトから余分な炭素の一部が除去され、組織が変化して焼戻しマルテンサイトが形成される。これにより鋼は衝撃に強くなり、応力下でも割れにくくなる。
