Opracowana technologia nie ma w skali kraju swego odpowiednika ani podobnego rozwiązania na zbliżonym poziomie nowoczesności. Jest to oryginalna metoda wytwarzania technologicznej warstwy wierzchniej oparta na technice próżniowej. Rozwiązanie nakierowane jest na zastąpienie stosowanych powszechnie, głównie w przemyśle motoryzacyjnym, technologii nawęglania gazowego, cechujących się wysoką energochłonnością oraz dużym stopniem emisji zanieczyszczeń do środowiska naturalnego. Zastosowanie technologii FINECARB® pozwala uzyskiwać optymalne parametry warstwy wierzchniej w wyniku wyeliminowania utleniania wewnętrznego i niekontrolowanych, niekorzystnych wydzieleń. Dodatkowym efektem jest zmniejszenie odkształceń elementów w trakcie ich obróbki cieplnej. Uzyskany poziom kompleksowości rozwiązania w zakresie projektowania warstwy wierzchniej i realizacji procesu jest unikalny w skali światowej i opiera się na komputerowej symulacji oraz monitoringu wzrostu warstw utwardzonych. Rozwiązanie skutecznie konkuruje na rynku światowym w grupie firm – światowych liderów w obszarze podobnych technologii. Technologia FINECARB® stanowi przykład optymalnej współpracy nauki i przemysłu, co ma bezpośrednie przełożenie na pobudzenie innych ośrodków naukowo-badawczych do prac zmierzających w kierunku opracowywania i wdrażania innowacyjnych rozwiązań do firm.

Jest to wariant procesu nawęglania niskociśnieniowego, przeznaczony głównie do grubszych warstw, który dzięki swoim rozwiązaniom technologicznym pozwala na prowadzenie procesu w wyższych temperaturach bez zjawiska rozrostu ziarna. Różnica polega na dozowaniu w etapie nagrzewania wsadu do temperatury nawęglania – amoniaku, który stanowi źródło atomów azotu. Amoniak dozowany jest w zakresie temperatury od 400 do 700°C. Taki zakres temperaturowy optymalny jest zarówno ze względu na ograniczenie ilości austenitu szczątkowego, jak również pod kątem ekonomicznym, gdyż dozowanie odbywa się w etapie nagrzewania, więc nie powoduje wydłużenia łącznego czasu procesu. Powstały (z katalitycznego rozpadu amoniaku) azot nasycając warstwę wierzchnią stali powoduje najpierw rozdrobnienie ziarna, a następnie ograniczenie rozrostu ziaren austenitu w temperaturze nawęglania. Wpływ na ograniczenie rozrostu ziaren mają nanowydzielenia w postaci azotków i węglikoazotków dodatków stopowych, które stanowią heterogeniczne zarodki ziaren tworzącego się austenitu oraz barierę dla ich rozrostu. Ilość zaabsorbowanego azotu w warstwie wierzchniej podczas fazy przedazotowania jest stosunkowo niewielka natomiast głębokość jego wnikania jest porównywalna z grubością warstwy nawęglonej, co powoduje iż ograniczenie rozrostu ziaren austenitu występuje w całej warstwie nawęglonej. Ilość ta jest wystarczająca do utworzenia się odpowiedniej liczby nanowydzieleń w całym obszarze nawęglonym, z drugiej strony taka ilość azotu nie powoduje stabilizacji austenitu, a tym samym nie zwiększa ilości austenitu szczątkowego w warstwie wierzchniej, nie obniżając własności mechanicznych tej warstwy. Potwierdzają to zrealizowane badania porównawcze m.in. wytrzymałości zmęczeniowej i odporności na pitting.

Azotonasiarczanie gazowe jest oryginalną metodą obróbki cieplno-chemicznej stalowych i żeliwnych części maszyn i mechanizmów. Proces przeprowadza się w piecach retortowych, w atmosferze amoniaku i par siarki, w temperaturze 500oC – 650oC i w czasie od kilku do kilkunastu godzin. W wyniku tego procesu otrzymuje się warstwę azotowaną, taką jak w metodzie azotowania klasycznego. Z tym, że w fazie ε wbudowane są siarczki żelaza, które mają decydujące znaczenie dla eksploatacji elementów maszyn, oddzielają powierzchnie trące i obniżają ich adhezję, W efekcie otrzymuje się wysoką odporność na zużycie, niskie opory tarcia i pełną odporność na zacieranie. Technologia ta pozwala w szerokim zakresie kształtować strukturę i właściwości warstwy wierzchniej poprzez sterowanie parametrami procesu, a przede wszystkim poprzez wytworzenie odpowiedniej ilości siarczku żelaza w fazie ε. Azotonasiarczanie gazowe jest procesem końcowym i elementy po nim nie podlegają żadnej obróbce mechanicznej. Grubość warstw otrzymywanych na obrabianych elementach wynosi najczęściej od 0,1mm do 0,4mm, w zależności od rodzaju materiału, parametrów procesu i przeznaczenia elementów. Metodą azotonasiarczania gazowego można obrabiać elementy ze stali i żeliw. Właściwości użytkowe warstw azotonasiarczanych gazowo są ściśle skorelowane z ich specyficzną budową strukturalną.

Na rysunku  przedstawiono schematycznie dwa podstawowe warianty struktury warstw wierzchnich elementów azotonasiarczanych gazowo wraz z ich podziałem na poszczególne strefy.

Podstawę regulowania stopnia nasycenia azotem warstw wierzchnich w procesie azotowania próżniowego stanowi kompromis pomiędzy rosnącym potencjałem azotowym atmosfery oraz malejącą adsorpcją cząsteczek amoniaku na powierzchni wraz z obniżaniem ciśnienia atmosfery obróbczej. 

Kompleks wysokich właściwości mechanicznych warstw azotowanych próżniowo stanowi o szczególnej przydatności tej technologii do utwardzania powierzchniowego elementów maszyn eksploatowanych w warunkach sprzyjających zmęczeniu stykowemu powierzchni – w warunkach tarcia tocznego, tocznego z udziałem poślizgów lub ślizgowego. Jako przykłady zastosowań można zatem wymienić koła zębate ulepszone cieplnie, wały korbowe, krzywki, sprzęgła kształtowe, powierzchnie wielowypustów itp. 

Procesowi azotowania próżniowego poddać można również narzędzia skrawające, wszelkiego rodzaju matryce i stemple, a także kokile. Wytworzenie na tych narzędziach i przyrządach twardej i nie kruchej warstwy azotowanej prowadzi do wielokrotnego wzrostu ich trwałości.

Celem hartowania jest uzyskanie twardej struktury martenzytycznej lub niekiedy bainitycznej. Struktury te mogą powstać tylko z austenitu, dlatego w procesie hartowania stali należy ją podgrzać do temperatury, w której utworzy się austenit. Stale podeutektoidalne nagrzewa się do temperatur od 30 do 50°C powyżej Ac3, natomiast stale nadeutektoidalne – do temperatur od 30 do 50°C powyżej Ac1. Hartowanie stali nadeutektoidalnych z nagrzewaniem do zakresu dwufazowego austenit/cementyt jest spowodowane tym, że twardy cementyt zapewnia dużą odporność na ścieranie. Rozpuszczenie cementytu podczas nagrzewania stali w procesie hartowania byłoby niecelowe, gdyż prowadziłoby do zmniejszenia twardości wskutek wzrostu ilości austenitu szczątkowego oraz utraty umocnienia cząstkami cementytu. Jednocześnie nastąpiłby wzrost ziarna austenitu, zwiększenie strat na zgorzelinie i większe zużycie energii (wyższa temperatura pieca). W procesie hartowania stali należy ją chłodzić od temperatury austenityzowania z szybkością zapewniającą ominięcie przemian w zakresie dyfuzyjnym (z szybkością większą lub równą tzw. szybkości krytycznej, przy której zachodzi przemiana martenzytyczna lub bainityczna). Prostym rozwiązaniem uniknięcia powstania dużych naprężeń powodujących deformację obrabianego przedmiotu, a niekiedy również jego pęknięcie jest hartowanie stopniowe polegające na wytrzymaniu przedmiotu w temperaturze powyżej Ms, aż do wyrównania się temperatury w przekroju i następnie na powolnym chłodzeniu zapewniającym możliwie jednoczesne zajście przemiany martenzytycznej w całym przekroju. 

W zależności od gatunku materiału, kształtu i przekroju detali oraz wymagań użytkowych hartowanie można realizować w olejach lub gazach pod wysokim ciśnieniem, co zapewnia mniejsze i bardziej powtarzalne odkształcenia, a w konsekwencji pozwala zmniejszyć naddatki na szlifowanie. 

Stal po zahartowaniu zyskuje na twardości, wytrzymałości, wzrasta jej granica plastyczności i sprężystości, maleje zaś udarność, wydłużenie, przewężenie i obrabialność.

Po hartowaniu prawie wszystkie stale mają bardzo złe własności plastyczne. Odpuszczanie polegająca na nagrzaniu przedmiotów stalowych uprzednio zahartowanych do określonej temperatury (zależnej od pożądanego efektu - 180-650°C), wygrzaniu w tej temperaturze, a następnie ochłodzeniu.

Zależnie od stosowanej temperatury rozróżnia się odpuszczanie w zakresie temperatur niskich, średnich i wysokich:

Odpuszczanie niskie przeprowadza się w temperaturze 160-250°C, celem usunięcia naprężeń hartowniczych przy zachowaniu dużej twardości i odporności na ścieranie. Stosuje się głównie do narzędzi, sprężyn spiralnych, sprawdzianów.

Odpuszczanie średnie przeprowadzone jest w zakresie 250-500°C i ma na celu uzyskanie dużej wytrzymałości i sprężystości; twardość zmniejsza się przy tym znacznie. Poddaje się sprężyny, matryce, resory, części mechanizmów, jak młotki pneumatyczne, części samochodowe itp. 

Odpuszczanie wysokie wykonuje się w temperaturze powyżej 500°C, a poniżej Ac1. Ma ono na cela uzyskanie najwyższej udarności możliwej dla danej stali. W niektórych stalach wysokostopowych, zwłaszcza szybkotnących, odpuszczanie w temperaturach 500 - 600oC wywołuje wzrost twardości (tzw. twardość wtórna). 

Zjawisko to polega na wydzieleniu się wysokodyspersyjnych węglików szeregu pierwiastków stopowych (W, Mo, V, Ti), które przeszły do roztworu stałego podczas austenityzowania i tworzą węgliki kosztem wcześniej powstałego cementytu dopiero w temperaturach umożliwiających dyfuzję atomów metalicznych.

Stale o strukturze austenitycznej, a także inne stopy – głównie metali nieżelaznych – nie wykazujące przemian alotropowych, lecz charakteryzujące się zmienną rozpuszczalnością jednego ze składników w roztworze stałym, mogą być poddawane utwardzaniu wydzieleniowemu.
Proces ten stanowi połączone operacje technologiczne:
• przesycania
• starzenia

Przesycanie polega na nagrzaniu stopu do temperatury wyższej o ok. 30÷50°C od granicznej rozpuszczalności w celu rozpuszczenia wydzielanego składnika (w stalach najczęściej cementytu trzeciorzędowego) w roztworze stałym, wygrzaniu w tej temperaturze i następnie szybkim chłodzeniu. W wyniku przesycania stop uzyskuje strukturę jednofazową. W przypadku stali austenitycznych strukturę stanowi austenit przesycony węglem. Własności wytrzymałościowe stali po przesycaniu ulegają wprawdzie niewielkiemu zmniejszeniu, lecz zwiększają się własności plastyczne.

Starzenie polega na nagrzaniu stopu uprzednio przesyconego do temperatury niższej od granicznej rozpuszczalności, wygrzaniu w tej temperaturze i studzeniu. 

W czasie starzenia następuje wydzielanie w przesyconym roztworze stałym składnika znajdującego się w nadmiarze, w postaci faz o wysokiej dyspersji. 

W niektórych przypadkach starzenie zachodzi z udziałem faz pośrednich oraz stref Guiniera - Prestona, będących kompleksami, w których segregują atomy rozpuszczone w sieci rozpuszczalnika. 

Starzenie powoduje umocnienie, przejawiające się zwiększeniem właściwości wytrzymałościowych i zmniejszeniem właściwości plastycznych. 

Przebieg starzenia - jako procesu dyfuzyjnego - zależy od czasu i temperatury. 

Gdy temperatura jest zbyt wysoka, występuje efekt przestarzenia, polegający na koagulacji wydzieleń i zaniku ich koherencji, co nie powoduje wzrostu twardości w stosunku do stanu przesyconego, a przeciwnie - wpływa na jej obniżenie. 

Niekiedy starzenie przebiega już w temperaturze pokojowej, wówczas nosi nazwę starzenia samorzutnego. 

Starzenie może być również procesem niepożądanym, np. w blachach do głębokiego tłoczenia oraz w stalach kotłowych, gdyż powoduje zmniejszenie własności plastycznych i wzrost kruchości.

Metoda obróbki cieplnej materiału polegająca najczęściej na nagrzaniu stali do określonej temperatury, wygrzaniu w tej temperaturze i studzeniu w celu uzyskania struktur zbliżonych do stanu równowagi.

Wyżarzanie można sklasyfikować na operacje: 
• podczas których przemiany alotropowe nie decydują o istocie procesu (jak w przypadku wyżarzania ujednorodniającego),

• podczas których nie zachodzą przemiany alotropowe (wyżarzanie rekrystalizujące, odprężające),

• podczas których zachodzą przemiany alotropowe, decydujące o końcowej strukturze (wyżarzanie normalizujące, zupełne, izotermiczne, sferoidyzujące).

Wyżarzanie rekrystalizujące polega na nagrzaniu metalu uprzednio odkształconego plastycznie na zimno do temperatury wyższej od temperatury rekrystalizacji, wygrzaniu w tej temperaturze i chłodzeniu z dowolną szybkością.

Wyżarzanie rekrystalizujące, często stosowane jako międzyoperacyjne podczas walcowania lub ciągnienia metali na zimno, usuwa umocnienie zgniotowe, powodując zmniejszenie twardości i wytrzymałości oraz zwiększenie ciągliwości metalu, co umożliwia dalszą obróbkę plastyczną na zimno.

Wyżarzanie ujednoradniające polega na nagrzaniu stali do temperatury 1050÷1200°C, o ok. 100÷200°C niższej od temperatury solidusu, wygrzaniu długotrwałym w tym zakresie temperatury i następnym studzeniu.

Celem tej operacji, stosowanej głównie dla wlewków stalowych, jest ograniczenie niejednorodności składu chemicznego, spowodowanej mikrosegregacją, a w części także likwacją.

Wyżarzanie odprężające polega na nagrzaniu stali do temperatury niższej od Ac1, wygrzaniu w tej temperaturze i następnym powolnym studzeniu.

Celem tej operacji jest usunięcie naprężeń.

Wyżarzanie odprężające prawie nie wiąże się z wprowadzaniem zmian strukturalnych.

Zakres temperatury i czasu wyżarzania odprężającego jest szeroki, parametry te zależą od rodzaju materiału oraz przyczyn wywołujących naprężenia.

W przypadku odlewów staliwnych temperatura może wynosić ok. 650°C.

W temperaturze do 150°C jest wykonywane odprężanie stabilizujące, które ma na celu zapewnienie niezmienności wymiarowej oraz zmniejszenie naprężeń własnych.

Wyżarzanie zupełne, stosowane do stali stopowych, polega na nagrzaniu stali do temperatury o 30÷50°C wyższej od Ac3, Accm (linia GSE), wygrzaniu w tej temperaturze i następnym bardzo wolnym chłodzeniu, np. z piecem, w zakresie temperatury między Ac3 i Accm, a Ac1.

Dalsze studzenie może odbywać się w powietrzu.

Wyżarzanie izotermiczne, będące odmianą wyżarzania zupełnego polega na nagrzaniu stali do temperatury o 30÷50°C wyższej od Ac1, wygrzaniu w tej temperaturze, szybkim ochłodzeniu do temperatury nieco niższej od Ac1, wytrzymaniu izotermicznym w tej temperaturze aż do zakończenia przemiany perlitycznej i następnym chłodzeniu w powietrzu.

Wyżarzanie izotermiczne jest stosowane w przypadku obróbki cieplnej stali stopowych, które po wyżarzaniu zupełnym wykazują zbyt dużą twardość.

Wyżarzanie sferoidyzujące, zwane także zmiękczaniem, polega na nagrzaniu stali do temperatury zbliżonej do Ac1,wygrzaniu w tej temperaturze, bardzo wolnym chłodzeniu do temperatury ok. 600°C i następnie dowolnym chłodzeniu do temperatury otoczenia.

W wyniku operacji wyżarzania sferoidyzującego strukturę stali stanowi cementyt kulkowy, tzw. sferoidyt, w osnowie ferrytu.

Struktura taka zapewnia niewielką twardość, dobrą skrawalność oraz dobrą podatność na odkształcenie plastyczne w czasie obróbki plastycznej na zimno.

Jest także prawidłową strukturą stali nadeutektoidalnych przed następnym hartowaniem.