Человек применяет термическую обработку металлов с старейших времен. Как полагают ученые, закалка в воде металлических изделий использовалась уже приблизительно на рубеже II и I тысячелетий до н. э. 3акалка — один из видов термической обработки металла, которая содержится в нагреве его до определенной температуры, выдержке при данной температуре и последующем охлаждении. В «Одиссее» древнегреческого поэта Гомера имеется такие строки: «Как погружает кузнец раскаленный топор иль секиру в воду холодную — крепче железо не редкость, в воде и огне закаляясь».
До середины XIX в. знания человека о термической обработке металлов представляли собой совокупность рецептов, выработанных на базе многовекового опыта. Только по окончании того как в 1868 г. русский ученый Д. С. Чернов понял, что в ходе охлаждения нагретой стали в ней при определенных температурах происходят структурные превращения, произошло научное обоснование термической обработки металлов.
Кроме закалки существуют и другие виды термообработки: отжиг, отпуск и старение. Все эти виды термической обработки различаются между собой в большинстве случаев температурой нагрева металла, скоростью охлаждения и временем выдержки. В зависимости от этого металл претерпевает те либо иные структурные превращения: перестраивается кристаллическая решетка (см. Металлы), изменяются ее параметры, одни структурные составляющие переходят в другие.
Эти трансформации и снабжают получение металла с нужными особенностями. Примечательно, что так называемый смягчающий отжиг (нагрев откованных бронзовых изделий для снятия напряжений, появившихся в металле в ходе ковки) начал применяться человеком значительно раньше, чем закалка, — еще в конце V тысячелетия до н. э.
Главная цель отжига, отпуска и старения металлов — достижение оптимального сочетания их прочности, ударной вязкости и пластичности.
Термическая обработка металлов может дополниться вторыми видами действия. При термомагнитной обработке железные изделия охлаждают в магнитном поле, благодаря чему постоянно совершенствуются их кое-какие магнитные особенности. Термомеханическая обработка металла сочетает тепловое действие и пластическую деформацию, а химико-термическая — тепловое и химическое действие.