Le traitement thermique est un cycle thermique impliquant un ou plusieurs réchauffage et refroidissement après forgeage dans le but d'obtenir la microstructure et les propriétés mécaniques souhaitées dans un forgeage de tuyaux en acier inoxydable.

Peu de pièces forgées de ces types sont produites sans une certaine forme de traitement thermique. Les pièces forgées non traitées sont généralement des pièces en acier à relativement faible teneur en carbone pour des applications non critiques ou sont des pièces destinées à un travail mécanique à chaud ultérieur et à un traitement thermique ultérieur. Les compositions chimiques de l'acier, la taille et la forme du produit et les propriétés souhaitées sont des facteurs importants pour déterminer lequel des cycles de production suivants utiliser.

L'objet du traitement thermique des métaux est de conférer certaines propriétés physiques souhaitées au métal ou d'éliminer les conditions structurelles indésirables qui peuvent se produire dans le traitement ou la fabrication du matériau. Lors de l'application de tout traitement thermique, il est souhaitable que « l'historique antérieur » ou l'état structurel du matériau soient connus afin qu'une méthode de traitement puisse être prescrite pour produire le résultat souhaité. En l'absence d'informations sur le traitement antérieur, une étude microscopique de la structure est souhaitable pour déterminer la bonne procédure à suivre.

Les traitements thermiques commerciaux couramment utilisés sont la sphéroïdisation, la normalisation, le recuit, le durcissement et la trempe. Le traitement ci-dessus peut être brièvement défini comme suit :

Sphéroïdisation: chauffage prolongé des alliages à base de fer à une température légèrement inférieure à la plage de température critique suivi d'un refroidissement relativement lent, généralement à l'air. Les petits objets en acier à haute teneur en carbone sont plus rapidement sphéroïdisés par un chauffage prolongé à des températures alternativement comprises et légèrement inférieures à la plage de température critique. Le but de ce traitement thermique est de produire un état globulaire du carbure.

Normaliser : chauffer les alliages à base de fer à des températures d'environ 50  au-dessus de la plage de température critique, suivi d'un refroidissement à l'air en dessous de la plage. Le but est de remettre la structure métallique dans un état normal en éliminant toutes les opération de traitement.

recuit est un terme complet appliqué aux traitements thermiques qui peuvent être utilisés pour éliminer les contraintes ; induire la douceur ; modifier la ductilité, la ténacité, les propriétés électriques, magnétiques ou autres propriétés physiques, affiner la structure cristalline ; éliminer les gaz ou produire une microstructure. La température du traitement et la vitesse de refroidissement dépendent de l'objet du traitement et de la composition du matériau à traiter thermiquement.

Durcissement est le chauffage et la trempe de certains alliages à base de fer à partir d'une température comprise ou supérieure à la plage de température critique. La température du chauffage et la durée à cette température, ou « période de trempage », dépendent de la composition du matériau. Les agents de trempe utilisés peuvent dépendre de la composition, de la dureté souhaitée et de la complexité de la conception.

Trempe est le réchauffage après durcissement des alliages à base de fer à une température inférieure à la plage de température critique, suivi de toute vitesse de refroidissement souhaitée. Le but de la trempe est l'élimination des contraintes et la réduction de la dureté et de la fragilité.