Toplotno cikliranje je proizvodni proces alternativnega hlajenja in segrevanja materiala za povečanje njegove trdnosti in zmogljivosti. Ta proces povzroči tako imenovano molekularno reorganizacijo, ki optimizira molekularno strukturo materiala in ga naredi gostejšega in bolj enotnega. Večina mikroskopskih proizvodnih napak, kot so razpoke in žepi, se med tem postopkom odstrani, s čimer se izboljša življenjska doba in lastnosti obremenitve. Kovinski deli, ki so podvrženi termični ciklični obdelavi, so tudi manj nagnjeni k poškodbam zaradi utrujenosti kovine zaradi notranje korozije in vibracij. Izboljšana je tudi zunanja odpornost proti koroziji, kot tudi postprodukcijski postopki, kot sta spajkanje in prevleka, ko se uporabljajo termične ciklične obdelave.
Čeprav je termično cikliranje proces, ki je učinkovit na številnih različnih vrstah materialov, vključno s kompoziti, keramiko in plastiko, je najpogosteje povezan z njegovim blagodejnim učinkom na kovinske dele. Večina litih, kovanih ali strojno obdelanih kovinskih delov ima številne mikroskopske napake, kot so fine razpoke ali razpoke ter medmolekularni žepi. Čeprav so na splošno premajhne, da bi jih bilo mogoče videti s prostim očesom, so te pomanjkljivosti pogost vir okvar delov zaradi prelomov zaradi vibracij ali udarne napetosti in utrujenosti kovine zaradi notranje korozije. Eden najučinkovitejših načinov za odpravo velikega števila teh pomanjkljivosti je proces termičnega kolesarjenja. Ta postopek vključuje hlajenje ali, redkeje, večkratno segrevanje dela in nato omogočanje, da se vrne na temperaturo okolice.
Poznan tudi kot napredna kriogenika, ima proces temperaturne modulacije učinek zategovanja ali nastavitve molekularne strukture dela in odstranjevanja številnih, če ne vseh, njegovih mikroskopskih pomanjkljivosti. Odsotnost notranjih votlin in razpok zmanjšuje možnost razvoja notranje korozije, kar daje delu izboljšano obvladovanje obremenitev in kakovost življenjske dobe. Dodatna prednost gostejših, bolj enotnih kristalnih struktur v kovinskem delu je odstranitev neenakomernih ogrevalnih površin ali vročih točk, kar zagotavlja optimalne lastnosti hlajenja. Odstranitev notranjih napak naredi del tudi bolj odporen na vibracije in simpatično resonanco, kar dodatno poveča odpornost na utrujenost kovine.
Prednosti procesa termičnega kolesarjenja se tu ne končajo; obdelan del ima tudi boljše površinske lastnosti. To posledično pomeni, da je manj verjetno, da bo del utrpel površinsko korozijo, in zaključki, kot je prevleka, ki se nanese pred termično cikliranjem, se bolje oprime in traja dlje. Enako velja za kakršno koli srebrno spajkanje in spajkanje, izvedeno pred kolesarjenjem, ki ima tudi koristi od postopka toplotne modulacije.