Koelvloeistof
Om gesmeed staal te koelen wordt meestal water (of olie) gebruikt. Dit hangt ook af van de samenstelling van het af te koelen materiaal. Door de warmtegeleidingcoëfficiënt van de afkoelvloeistof kan het werkstuk sneller of trager afkoelen. Te langzame koeling geeft géén harding. Te snelle afkoeling kan leiden tot scheuren of breken van het metaal.
Warmtegeleidingcoëfficiënt van water = 0,60
Warmtegeleidingcoëfficiënt van olijfolie = 0,17
Dit betekent dat water bijna 4 maal zo snel warmte kan opnemen en afgeven als olie, en ongeveer 3 maal zoveel warmte kan opnemen (4,18 tegen 1,65).
Staal harden
Je kan ijzer pas harden, als er meer dan 0.3% C inzit, het heet dan staal.
Staal met mangaan kan koud gehard worden door het te walsen. Dit wordt gebruikt voor treinrails. Normaal harden we staal met een warmte behandeling. Afhankelijk van de samenstelling van staal, de temperatuur en de snelheid van de afkoeling wordt het kristalrooster, de ordening van atomen in een kristal, veranderd en de slijtvastheid en de hardheid vergroot door de hoge interne spanningen die dan in het materiaal zitten. (Verschillende kristalroosterstructuren worden o.m. aangeduid als ferriet, perliet, austeniet, martensiet , cementiet.)
Het werkstuk wordt langzaam en gelijkmatig door en door verhit tot het een kersrode kleur heeft. Het is dan ongeveer 770 graden Celsius. Laat het niet te heet worden en verbranden. Dat zie je doordat er een soort vonken vanaf spatten.
Afkoelen in een grote bak koud water (of olie). Het staal goed roeren in het water, zodat er geen bellen op vast blijven zitten, die het koelen plaatselijk nadelig beïnvloeden.
Voor het harden van staal werd als vuistregel gebruikt: van kersenrood tot hemelsblauw. Dus eerst rood verhiten, dan tot blauw in water koelen).
