Namen končne toplotne obdelave je izboljšati mehanske lastnosti, kot so trdota, odpornost proti obrabi in moč.
(1) Kaljenje
Kaljenje lahko kategoriziramo v površinsko kaljenje in popolno kaljenje. Površinsko kaljenje se pogosto uporablja zaradi minimalne deformacije, oksidacije in razogljičenja ter ponuja prednosti, kot so visoka zunanja trdnost, dobra odpornost proti obrabi, hkrati pa ohranja dobro notranjo žilavost in odpornost na udarce. Za izboljšanje mehanskih lastnosti površinsko kaljenih delov se pogosto izvajajo pripravljalne toplotne obdelave, kot sta popuščanje ali normalizacija. Splošni potek postopka je naslednji: brušenje → kovanje → normaliziranje (ali žarjenje) → grobo → popuščanje → polkončna obdelava → površinsko kaljenje → končna obdelava.
(2) Naogljičenje in kaljenje
Naogljičenje in kaljenje je primerno za nizkoogljična in nizkolegirana jekla. Najprej poveča vsebnost ogljika na površini dela, kar omogoča visoko trdoto po kaljenju, medtem ko jedro ohrani določeno trdnost, visoko žilavost in plastičnost. Naogljičenje je lahko popolno ali delno. Pri delnem naogljičenju je treba izvesti ukrepe proti naogljičenju (kot je bakrenje ali prevleka z materiali proti naogljičenju) za neoglinjena območja. Zaradi znatnih deformacij med naogljičenjem in kaljenjem ter značilnih globin naogljičenja, ki segajo od 0.5 do 2 mm, je postopek naogljičenja običajno načrtovan med polkončno in končno obdelavo.
Tipičen potek postopka je: brušenje → kovanje → normalizacija → groba in polkončna obdelava → naogljičenje in kaljenje → končna obdelava.
Ko neogličen del delno naogljičenega dela sprejme načrt postopka povečanja dodatka in nato odstranitve odvečne naogljičene plasti, je treba korak odstranjevanja odvečne plasti urediti po naogljičenju, vendar pred kaljenjem.
(3) Nitriranje
Nitriranje je postopek obdelave, pri katerem se atomi dušika vlijejo v kovinsko površino, da tvorijo plast spojin, ki vsebujejo dušik. Nitrirana plast poveča trdoto površine dela, odpornost proti obrabi, odpornost proti utrujenosti in odpornost proti koroziji. Ker se nitriranje izvaja pri sorazmerno nizkih temperaturah, kar ima za posledico minimalno deformacijo, in ker je nitrirana plast tanka (običajno ne presega 0.6-0,7 mm), je treba postopek nitriranja načrtovati čim pozneje. Da bi zmanjšali deformacijo med nitriranjem, je po rezanju na splošno potrebno visokotemperaturno popuščanje za razbremenitev.
