将金属在熔点以下加温，继而使之冷却以改变其物理性能的过程。金属是由微结晶粒组成的。其硬度、强度和韧性由其晶格中位错的集中与分布状态所决定。在外界压力下，位错所作出的反应是使颗粒移动、改变形状与排列方向。加热产生位错，使位错重新分布，这样便减轻了已经产生的内压。能使金属变得更柔和、更有韧性，这个过程称为退火。位错运动受制于颗粒间的接触方式与杂质的存在——杂质的存在使得位错“定位”，金属便因此比较坚硬、韧性较差。因为杂质的分布和颗粒结构状态都受加热和冷却速度的影响，所以金属的强度也受其影响。在炼钢中，将物体浸在水中或油中快速冷却能使钢增加刚性，使之变脆。慢慢冷却使之柔化，增加韧性。把钢加热到900℃左右，紧接着使之冷却，然后再加温到300℃左右，这便是刚化和锻炼，所炼出来的钢既坚韧又有弹性。参见“表面硬化”(case hardening)和“加工硬化”(work hardening)。