La trempe et le revenu sont, contrairement à la cémentation, des procédés pénétrants de durcissement. Les aciers trempés et recuits possèdent une teneur plus élevée en carbone et en alliage, et durcissent ainsi jusqu'au noyau dans le cas idéal.

Le procédé de durcissement consiste en un réchauffement à la température dite d'austénitisation suivi d'un refroidissement brusque adapté aux exigences du composant. Les températures d'austénitisation varient selon la composition de l'acier entre 800 °C et 1 000 °C. Après la trempe, le produit à traiter est ajusté à la dureté souhaitée de la surface lors d'un deuxième traitement thermique ultérieur jusqu'à max. 350 °C. On parle alors de revenu ou recuit.

L'atelier de trempe RENK permet de durcir les aciers avec une teneur faible et moyenne en alliage pouvant atteindre 5 %.