Висока твердість часто сприймається як головний показник якісного зміцнення сталі. Проте для більшості деталей однієї твердості недостатньо. Якщо після різкого охолодження матеріал отримав дуже тверду структуру, але зберіг значні внутрішні напруження, виріб може стати чутливим до ударних навантажень, тріщин або сколів.
Така проблема особливо небезпечна для валів, шестерень, пружних елементів, інструменту та деталей, які працюють під змінним навантаженням.
Під час швидкого охолодження структура сталі перебудовується. Ці перетворення дають необхідне підвищення твердості, але одночасно супроводжуються зміною об'єму та появою внутрішніх напружень. Чим складніша форма виробу та чим різкіше відрізняється товщина його ділянок, тим нерівномірніше проходить охолодження.
Якщо залишити деталь у такому стані, висока твердість може поєднуватися з недостатньою в'язкістю. Зовні виріб виглядатиме нормальним, однак під робочим навантаженням дефект здатен проявитися вже під час експлуатації.
Після основного зміцнення часто потрібен повторний контрольований нагрів до температури, нижчої за область основних фазових перетворень. Його завдання — зменшити залишкові напруження та сформувати більш придатне для роботи співвідношення механічних властивостей.
У технологічному маршруті така операція називається відпуск. Конкретний режим підбирають залежно від марки сталі, необхідної твердості, розмірів деталі та умов її майбутньої роботи.
Низька температура повторного нагріву дозволяє максимально зберегти твердість, але не завжди забезпечує потрібну в'язкість. Вищі температури сильніше змінюють механічні властивості. Тому вибір залежить від призначення виробу.
Для ріжучого інструменту, пружини та навантаженого машинобудівного вала потрібні різні співвідношення твердості, міцності й опору удару. Однакова схема для них була б технологічно необґрунтованою.
До початку процесу бажано визначити марку сталі, твердість після попереднього етапу та вимоги до готової деталі. Після завершення циклу результат перевіряють за показниками, які є критичними для конкретного виробу.
Надмірна крихкість після зміцнення — не привід просто зменшувати твердість навмання. Правильний підхід полягає у керованій зміні структури та напруженого стану сталі. Важливо також враховувати, чи працюватиме виріб при ударі, циклічному навантаженні, терті або постійному статичному зусиллі: однаковий показник твердості не означає однакову придатність для різних умов. Саме тому режим коригують під реальне призначення деталі, а не під абстрактне максимальне значення. Це дозволяє отримати виріб, який не лише має потрібну твердість, а й витримує експлуатаційні навантаження без передчасних сколів і руйнування.
