Stale ulepszane cieplnie oferują wysoką granicę plastyczności przy dobrej ciągliwości i są wykorzystywane do produkcji części konstrukcyjnych w inżynierii mechanicznej i produkcji narzędzi. Stale do azotowania to stale do ulepszania cieplnego o wyższych proporcjach chromu, molibdenu, wanadu i aluminium, które są szczególnie odpowiednie do hartowania powierzchniowego o niskim odkształceniu przy użyciu procesów azotowania. Zwiększa to znacznie odporność na zużycie i wytrzymałość zmęczeniową.
Stale ulepszane cieplnie to niskostopowe stale nierdzewne, które dzięki hartowaniu i odpuszczaniu osiągają wysoką wytrzymałość na rozciąganie i zmęczenie oraz dobrą ciągliwość. Różne zawartości stopów węgla, chromu, manganu, molibdenu i niklu, a czasami także wanadu, są bardzo precyzyjnie dopasowane do danego zastosowania i mają szczególny wpływ na większe przekroje. Spawalność tych stali jest ograniczona.Hartowane i odpuszczane stale są stosowane do dynamicznie obciążanych części w inżynierii mechanicznej i produkcji narzędzi, np. wałów i wałów korbowych, śrub, wkrętów, osi i części konstrukcyjnych. Stale do azotowania to stale nadające się do obróbki cieplnej o wyższych proporcjach Cr, Mo, V, a czasami także Al. Są one szczególnie odpowiednie do hartowania powierzchniowego o niskim odkształceniu za pomocą azotowania, które znacznie zwiększa odporność na zużycie i wytrzymałość zmęczeniową