Закалкой называется термическая обработка, при которой стали нагревают на 30—50° С выше линии GSE, выдерживают при этой температуре и быстро охлаждают в воде, масле или другой среде. Закалкой придают стали повышенную твердость и прочность.
В зависимости от скорости отъема тепла у нагретой до аустенитного состояния стали аустенит переходит в закалочные структуры с различными свойствами (мартенсит, троостит и сорбит).
Мартенсит — это самая твердая структура закалки, возникающая при быстром охлаждении стали. Если отъем тепла производят несколько медленнее, то получают структуру троостит, при которой твердость стали будет немного ниже. При еще более медленном охлаждении стали получают сорбитную структуру, твердость которой будет еще ниже. Быстрое охлаждение при закалке приводит к возникновению больших внутренних (закалочных) напряжений и хрупкости, которые могут вызвать коробление, разрывы и трещины. Чтобы не допустить больших напряжений, закаленные поковки (детали) подвергают отпуску.
Отпуском называется тепловая обработка закаленных поковок (деталей), при которой металл нагревают до температур ниже линии PSK (ниже зоны превращения в аустенитное состояние) и охлаждают на воздухе. Для снятия возникших при закалке внутренних напряжений применяют так называемый низкий отпуск с нагревом до 120—250° С. Для понижения твердости закаленной стали и увеличения ее пластичности применяют высокий отпуск путем нагрева закаленной поковки до 350—650° С. Так улучшают поковки из улучшаемых сталей, предварительно закаленных.
Температуры и соответствующие цвета побежалости приведены ниже
| 350—330° светло-серый | 250° С красно-коричневый |
| 320° С светло-голубой | 240° С коричневый |
| 300° С васильково-синий | 230° С золотистый |
| 280° С фиолетовый | 220° С светло-желтый |
| 260° С пурпурный | соломенный |
При ковке слесарного, кузнечного и другого инструмента зачастую применяют закалку и отпуск с одного нагрева. Такую операцию называют закалкой с самоотпуском.
В этом случае при закалке проводят неполное охлаждение поковки (детали), а вынимают ее из охладителя и следят за появлением на обработанной — гладкой (зачищенной абразивным кругом или режущим инструментом) поверхности цветов побежалости. При появлении заданного цвета побежалости деталь или поковку окончательно охлаждают в воде или масле.
«Свободная ковка», Я.С. Вишневецкий