Isıl işlem, katı haldeki metal veya alaşımlara istenilen özellikleri kazandırmak amacıyla bir veya daha çok sayıda, yerine göre birbiri ardına planlanarak uygulanan kontrollü ısıtma ve soğutma işlemleri olarak tanımlanır. Çeliğe uygulanan bütün temel ısıl işlemler demir-sementit denge diyagramında yer alan östenit fazının dönüşümü ile ilgilidir. Bir başka deyişle bir çeliğin fiziksel ve mekanik özellikleri içerdiği dönüşüm ürünlerinin cinsine, miktarına ve metalografik yapısına bağlıdır.
Çeliğin ısıl işlemine östenitleştirme ile başlanır. Östenitleştirme işlemi için malzeme alt kritik sıcaklık çizgisinin (Ac1) üzerindeki bir sıcaklığa kadar ısıtılır. Çarpılmaları önlemek adına soğuk şekil değişimine tabi tutulan yani aşırı ölçüde iç gerilim içeren malzemelerin, gerilim içermeyen malzemelere göre daha yavaş ısıtılması gerekir. Ayrıca kesit değişikliği gösteren parçaların ısıtılması sırasında ince ve kalın kesitlerde ısınma veya sıcaklık artış hızları arasındaki farkların da dikkate alınması gerekir. Sıcaklık etkisiyle herhangi bir çarpılma meydana gelmemesi için parçanın ince kısımları kalın kısımlarına göre daha yavaş ısıtılmalıdır. Isıl işlem sırasındaki hasar riskini azaltmak için çelik parçalar genelde yavaş ısıtılır.
Bazı Tavlama İşlemleri;
1. Yumuşatma Tavlaması ( Soft Annealing +A )
2. Küreselleştirme Tavlaması ( Spheroidized Annealing +AC )
3. Normalizasyon Tavlaması ( Normalizing +N )
4. Gerilim Giderme Tavlaması ( Stress Relieving +SR )
5. Su Verme Sertleştirmesi ( Quenching +Q )
6. Temperleme ( Tempering +T )
Bazı Sertleştirme İşlemleri;
1. Islah İşlemi ( Quenching and Tempering +QT )
Bazı yüzey sertleştirme işlemleri;
1. Sementasyon ( Case Hardening )
2. Nitrasyon ( Nitration Hardening )
3. İndüksiyonla Yüzey Sertleştirme ( Induction Surface Hardening )
4. Alevle Yüzey Sertleştirme ( Flame Surface Hardening )
Isıl işlem yapılacak çelikleri yapılarında içerdikleri karbon oranına göre iki grupta toplayabiliriz.
1. Ötektoid altı çelikler ( %C < 0,8 )
2. Ötektoid üstü çelikler ( %C > 0,8 )
