Proces toplinske obrade glava od nehrđajućeg čelika mora biti prilagođen svojstvima materijala i zahtjevima proizvodnje. Kontrola temperature koristi se za podešavanje unutarnje mikrostrukture metala, optimizirajući njegova mehanička svojstva i otpornost na koroziju. Uobičajeni procesi uključuju obradu otopinom i-žarenje za ublažavanje naprezanja.
Obrada otopinom uključuje zagrijavanje na visokoj-temperaturi kako bi se elementi legure ravnomjerno otopili, nakon čega slijedi brzo hlađenje, poboljšavajući otpornost materijala na koroziju i žilavost. S druge strane, žarenje-za ublažavanje naprezanja koristi zagrijavanje na niskim-temperaturama za polagano otpuštanje unutarnjeg naprezanja nastalog tijekom procesa oblikovanja glave, smanjujući rizik od deformacije tijekom naknadne obrade ili upotrebe.
Tijekom toplinske obrade, ujednačenost temperature je kritični čimbenik kontrole, osiguravajući dosljedno zagrijavanje na svim dijelovima glave. Brzina zagrijavanja i vrijeme držanja moraju se prilagoditi prema debljini i vrsti materijala. Metoda hlađenja mora odgovarati vrsti procesa; tretman otopinom obično koristi hlađenje vodom ili zrakom, dok-žarenje za ublažavanje naprezanja prvenstveno koristi hlađenje u peći. Stvaranje kamenca oksida tijekom toplinske obrade mora se izbjeći, što se može postići kontrolom atmosfere u peći ili korištenjem zaštitnih mjera za smanjenje površinske oksidacije. Za zavarene glave, područje zavara zahtijeva posebnu pozornost kako bi se osiguralo da su svojstva zavara u skladu s osnovnim materijalom nakon toplinske obrade. Nakon toplinske obrade, završni poklopci moraju proći ispitivanje učinkovitosti kako bi se provjerilo zadovoljavaju li pokazatelji poput tvrdoće i otpornosti na koroziju zahtjeve.