Закалка, есть процесс нагрева стали до высокой температуры с резким последующим охлаждением. Главное, чтобы произошедшие фазовые превращения не успели вернуться к исходному состоянию. Разумеется, температуры нагрева, охлаждающая среда и прочие тонкости для каждой марки стали сугубо индивидуальны. Любой нагрев кузнец осуществляет в угольном горне с дутьём, а тот предотвращает выгорание углерода. Опытный мастер легко регулирует процесс, перемещая клинок выше или ниже в слое угля, угадывая температуру исключительно «на глаз», для чего в кузнице и стоял полумрак.
На деле не сложно. Умение приходит с опытом. В средние века профессия кузнеца считалась загадочной, окруженной многочисленными мистическими проявлениями, не зависящими от видимых реальных причин. Интуитивное чутье и элементарная удача всегда предъявляли большие права на конечный результат, нежели пунктуальное соблюдение технологической цепочки. Даже у легендарных японских мастеров, до половины клинков уходит в брак на стадии закалки, несмотря на талант, полувековой стаж и немыслимый опыт. Меня, как заводского технолога, такие цифры могли только насмешить. И не только клинков сие касается, тут каждая вторая поковка шла в утиль, и это считалось нормальным. На это вообще никто внимания не обращал. Продавали дешевле, и всего делов. Надо ли говорить, что такой подход мне претил. Оттого и не торопился. Хотел по уму сделать, ибо «поле чудес» с закалкой и отпуском достало до крайности.
Полный цикл термической обработки стали включает в себя целый ряд категорически обязательных процессов, каждый из которых решает свою задачу и совершенно необходим. Например, применительно к лезвиям рубанков и резцам цепочка выглядит следующим образом: ковка, отжиг, формообразующая обработка (обдирка), отжиг, правка остаточных искривлений, закалка, отпуск.
Отжиг — есть медленное охлаждение раскаленной детали, что выравнивает её кристаллическую структуру, снимает внутренние напряжения, измельчает зерно, ликвидирует последствия перегрева, улучшает механические свойства стали. Отжиг пока используем полный, неполный, изотермический и рекристаллизационный.[2]
Для части поковок практикуем возврат, особой отжиг для уменьшения или снятия наклёпа.Закалка, наоборот, быстрое охлаждение, в ходе процесса измельчается кристаллическая структура, повышается твёрдость, прочность и износоустойчивость. Если проводить закалку в воде, то та очень быстро отбирает тепло у металла. Скорость охлаждения в воде высокая, а вот масло действует куда мягче. Опытные мастера, играющие на тонких оттенках процесса, регулируют скорость охлаждения посредством различных добавок. Уксус, сода или поваренная соль увеличивают теплообмен до двух раз, а растворы мыла, наоборот, снижают. Не спорю травы и жабьи лапки могут регулировать теплообмен, но с тем же раствором соды и близко не сравнятся. Соответственно, жидкое масло охлаждает заготовку интенсивнее, чем загущённое. Ох, как же не хватает термометра, ох как не хватает!
В итоге, для закалки основной части поковок использовали воду с мыльным или солевым раствором. Благо плотность раствора, благодаря весам и ареометру, я мог регулировать довольно точно. Для резцов же и лезвий больше подходило ледяное конопляное масло. Прежде, то охлаждали в леднике с рыбой до минус двадцати градусов. Фишка в том, что при минусовых температурах происходит более полное превращения остаточного аустенита в мартенсит. Механические свойства сталей значительно улучшаются, а твёрдость увеличивается, что особо важно для всяких там мелких щипчиков и штихелей. Не зря в древней Руси самый лучший харалуг ковали только в особо холодные зимы с температурами ниже тридцати градусов. Прежде чем погрузить деталь в воду, ту слегка «подстуживали» на воздухе, уменьшая внутреннее напряжение и коробление. Свёрла же, керны и пробойники подвергали двойной закалке: сперва охлаждали в воде, а после в масле, что ещё больше повышало их твёрдость.