W typowej technologii utwardzania warstwy wierzchniej stali przez nawęglanie (proces cieplno-chemiczny) kluczowa jest kolejność operacji, bo każda kolejna bazuje na efekcie poprzedniej.
Nawęglanie wykonuje się jako pierwszy etap, ponieważ jego celem jest nasycenie warstwy powierzchniowej węglem. Dopiero po uzyskaniu odpowiedniego składu warstwy można przejść do obróbki cieplnej, która "ustawia" strukturę i własności mechaniczne.
Następnie stosuje się hartowanie. Ten etap ma za zadanie wytworzyć w warstwie wierzchniej bardzo twardą strukturę (w praktyce: efekt wysokiej twardości po odpowiednim chłodzeniu). Gdyby hartowanie wykonać przed nawęglaniem, nie osiągnie się celu wzbogacenia powierzchni w węgiel, a dalsze wygrzewanie w procesie nawęglania zniwelowałoby skutki wcześniejszego hartowania.
Ostatnim etapem jest odpuszczanie. Po hartowaniu element jest zwykle zbyt kruchy i ma niekorzystne naprężenia własne. Odpuszczanie pozwala zmniejszyć kruchość, poprawić udarność i ustabilizować własności przy zachowaniu podwyższonej twardości warstwy. Pominięcie odpuszczania jest częstą przyczyną pęknięć i problemów eksploatacyjnych.
Dlatego poprawna kolejność to: nawęglanie → hartowanie → odpuszczanie. Pozostałe układy (np. odpuszczanie przed hartowaniem lub hartowanie przed nawęglaniem) są nielogiczne technologicznie, bo albo wykonują etap "korygujący" zanim powstanie problem (odpuszczanie przed hartowaniem), albo niszczą/zmieniają efekt uprzednio uzyskany (hartowanie przed długim wygrzewaniem w procesie cieplno-chemicznym).
