Toplinska obrada spojnih elemenata je sveobuhvatan proces koji stavlja materijal u određeni medij za zagrijavanje, očuvanje topline i hlađenje, te kontrolira njegovu izvedbu promjenom površinske ili unutarnje strukture materijala.
Glavna svrha toplinske obrade spojnih elemenata je postizanje dobrih sveobuhvatnih mehaničkih svojstava izratka kaljenjem i popuštanjem (kaljenje na visokoj temperaturi).
Žarenje je zagrijavanje obratka na odgovarajuću temperaturu, usvajanje različitih vremena držanja u skladu s materijalom i veličinom obratka, a zatim ga polako ohladiti. Svrha je postići da unutarnja struktura metala dostigne ili se približi stanju ravnoteže, da se postigne dobra izvedba procesa i iskoristivost ili da se dodatno ugasi Pripremite se za organizaciju.
Normaliziranje je zagrijavanje obratka na odgovarajuću temperaturu i hlađenje na zraku. Učinak normalizacije sličan je žarenju, ali je rezultirajuća struktura finija. Često se koristi za poboljšanje reznih svojstava materijala, a ponekad se koristi i za neke manje zahtjevne dijelove. Kao završna toplinska obrada.
Kaljenje je brzo hlađenje u vodi, ulju ili drugim anorganskim solima, organskim vodenim otopinama i drugim medijima za kaljenje nakon zagrijavanja i držanja obratka. Nakon kaljenja, čelik postaje tvrd, ali u isto vrijeme postaje krt.
Kaljenjem se smanjuje krtost čeličnih dijelova. Dijelovi kaljenog čelika drže se na prikladnoj temperaturi višoj od sobne, ali nižoj od 650 °C dulje vrijeme, a zatim se ohlade. Taj se postupak naziva kaljenje.
Žarenje, normalizacija, kaljenje i kaljenje su "četiri vatre" u cjelokupnoj toplinskoj obradi. Kaljenje i kaljenje blisko su povezani i često se koriste zajedno jedno s drugim.
