Значительного повышения прочности, де­формационных и других свойств стали помимо легирования достигают термической обработкой благодаря тому, что под влиянием температу­ры, а также режима нагрева и охлаждения изменяются структура, ве­личина зерна и растворимость легирующих элементов стали.

Простейшим видом термической обработки является нормализа­ция. Она заключается в повторном нагреве проката до температуры образования аустенита и последующего охлаждения на воздухе.
После нормализации структура стали получается более упорядоченной, сни­маются внутренние напряжения, что приводит к улучшению прочност­ных и пластических свойств стального проката и его ударной вязкости. Поэтому нормализация, являясь простейшим видом термического улуч­шения стали, применяется довольно часто.

При быстром остывании стали, нагретой до температуры, превосхо­дящей температуру фазового превращения, получается закалка. Для закалки необходимо, чтобы скорость остывания была выше скорости превращения фаз. Из переохлажденного аустенита, имеющего углерод в твердом растворе, образуется или бейнит, или мартенсит.
Углерода при быстром охлаждении выделяется очень немного, и успевает по­явиться только первая часть фазового превращения — замена решетки аустенита решеткой феррита; в результате получается структура ферри­та, перенасыщенная углеродом, называемая мартенситом. Такая структура оказывается неустойчивой, причем углерод стремится выде­ляться.