Sertleştirme işlemi, takım çeliklerinin östenitleme sıcaklığına çıkarılarak bu sıcaklıkta gerekli metalografik dönüşüm sağlandıktan sonra martenzit elde edilmesi için çeliğin hızlı bir şekilde soğutulması işlemidir. Bu işlem sonrasında çelik çok gevrek ve kırılgan yapıda olup istenilen sertlik ve tokluk değerlerinin elde edilmesi için temperleme (menevişleme) işlemine tabii tutulur. Bu işlem soğuk iş çeliklerine en az 2 defa, sıcak iş çeliklerine ise en az 3 defa uygulanmalıdır.

Vakum fırınlarında yapılan sertleştirme işlemi, oda sıcaklığından dengeli bir şekilde inert atmosfer altında ısıtılarak yapıldığından son derece homojen bir ısıl işlem prosesine olanak tanımaktadır. Dengeli bir şekilde östenitleme sıcaklığına çıkarılan malzemeler yüksek basınç altında hızla soğutulmaktadır. Büyük kesitli malzemelerde malzemenin homojen bir şekilde soğutulması için martemperleme denilen kademeli sertleştirme işlemi ile malzemelerde minimum deformasyon elde edilmektedir.

Vakum fırınında yapılan ısıl işlemin en önemli avantajları aşağıda belirtilmiştir:

• Isıl işlem sonrasında yüzey temizliği gerektirmeyen parlak yüzeyler
• Homojen ısıtma ve soğutma sayesinde deformasyonun ( çarpılma) en aza indirilmesi
• Bilgisayar kontrolünde proses yönetimi ve geçmiş ısıl işlem kayıtlarının tutulması
• Çalışma ortamında kirlilik yaratmaması ve çevreye zararlı atık bırakmaması
• Parça çekirdeğine yerleştirilen tel termokupllar ile sıcaklığın sürekli kontrol edilmesi