Oțelul de calire și temperare este realizat printr-un proces de încălzire, răcire și reîncălzire a oțelului. Scopul este creșterea nivelului de duritate și a rezistenței oțelului.
Oțelul conține carbon și cantitatea de carbon determină dacă acesta poate fi sau nu întărit. Oțelul cu concentrații scăzute de carbon nu poate fi întărit deoarece nu există suficient carbon pentru a schimba structura cristalină. Totuși, oțelul cu conținut ridicat de carbon poate fi întărit și temperat.
Pentru a întări oțelul, metalul este încălzit la temperaturi foarte ridicate. După încălzirea oțelului mai mare decât temperatura critică, metalul este răcit rapid printr-un proces numit stingere. Aceasta implică scufundarea metalelor încălzite în apă, ulei sau orice alt lichid pentru a scădea rapid temperatura.
Deoarece oțelul conține carbon împreună cu alte metale, încălzirea aliajului peste temperatura critică face ca carbonul și metalele să treacă împreună în soluție solidă. Atunci când această soluție solidă este răcită rapid prin călire, soluția "îngheață" și păstrează micro structura obținută în timpul procesului de încălzire, făcând astfel oțelul mai greu. Acest lucru face de asemenea oțel mai fragil, motiv pentru care trebuie să fie temperat pentru a menține rezistența aliajului.
Temperarea este procesul de reîncălzire a oțelului la o temperatură relativ scăzută în comparație cu temperatura utilizată pentru întărire. Reîncălzirea permite precipitarea carbonului din oțel. În funcție de puterea dorită în produsul final, temperatura și durata pe care oțelul este temperat pot fi controlate.
