El tratamiento térmico diferencial (también llamado tratamiento térmico selectivo o tratamiento térmico local) es una técnica utilizada durante el tratamiento térmico del acero para endurecer o ablandar ciertas áreas de un objeto, creando una diferencia de dureza entre estas áreas. Existen muchas técnicas para crear una diferencia en las propiedades, pero la mayoría se pueden definir como endurecimiento diferencial o templado diferencial . Estas eran técnicas de tratamiento térmico comunes utilizadas históricamente en Europa y Asia, y posiblemente el ejemplo más conocido sea el de la forja de espadas japonesa . Algunas variedades modernas se desarrollaron en el siglo XX a medida que aumentaban rápidamente los conocimientos y la tecnología metalúrgicos.
El endurecimiento diferencial se realiza mediante uno de dos métodos. Uno de ellos consiste en calentar el acero de manera uniforme hasta alcanzar una temperatura al rojo vivo y luego enfriar rápidamente una parte de él, convirtiendo esa parte en martensita muy dura, mientras que el resto se enfría más lentamente y se convierte en perlita más blanda . El otro consiste en calentar muy rápidamente solo una parte del acero hasta alcanzar una temperatura al rojo vivo y luego enfriarlo rápidamente mediante temple , convirtiendo nuevamente esa parte en martensita, pero dejando el resto sin cambios. Por el contrario, se puede endurecer selectivamente el acero mediante templado diferencial , es decir, calentándolo de manera uniforme hasta alcanzar una temperatura al rojo vivo y luego templándolo, convirtiéndolo en martensita, y luego templando una parte de él calentándolo a una temperatura mucho más baja, ablandando solo esa parte.
El tratamiento térmico diferencial es un método que se utiliza para alterar las propiedades de varias partes de un objeto de acero de manera diferente, produciendo áreas que son más duras o más blandas que otras. Esto crea una mayor tenacidad en las partes del objeto donde se necesita, como la espiga o el lomo de una espada, pero produce una mayor dureza en el borde u otras áreas donde se necesita mayor resistencia al impacto , resistencia al desgaste y fuerza . El tratamiento térmico diferencial a menudo puede hacer que ciertas áreas sean más duras de lo que se podría permitir si el acero fuera tratado de manera uniforme o "tratado en profundidad". Existen varias técnicas que se utilizan para tratar térmicamente el acero de manera diferencial, pero generalmente se pueden dividir en métodos de endurecimiento diferencial y templado diferencial .
Durante el tratamiento térmico , cuando el acero al rojo vivo (normalmente entre 1.500 °F (820 °C) y 1.600 °F (870 °C)) se enfría, se vuelve muy duro. Sin embargo, será demasiado duro, volviéndose muy frágil como el vidrio. El acero templado se suele calentar de nuevo, de forma lenta y uniforme (normalmente entre 400 °F (204 °C) y 650 °F (343 °C)) en un proceso llamado templado, para ablandar el metal, aumentando así la tenacidad. Sin embargo, aunque este ablandamiento del metal hace que la hoja sea menos propensa a romperse, hace que el borde sea más susceptible a la deformación, como el embotamiento, el granallado o el rizado. [1]
El endurecimiento diferencial es un método utilizado en el tratamiento térmico de espadas y cuchillos para aumentar la dureza del filo sin hacer que toda la hoja se vuelva quebradiza . Para lograr esto, el filo se enfría más rápido que el lomo agregando un aislante térmico al lomo antes del temple . Se utiliza arcilla u otro material para el aislamiento. Para evitar el agrietamiento y la pérdida de carbono superficial, el temple generalmente se realiza antes de biselar, dar forma y afilar el filo. [2] [3] También se puede lograr vertiendo cuidadosamente agua (quizás ya calentada) sobre el filo de una hoja como es el caso de la fabricación de algunos kukri . La tecnología de endurecimiento diferencial se originó en China y luego se extendió a Corea y Japón. Esta técnica se utiliza principalmente en los jian chinos posteriores , los dao chinos y la katana , la espada tradicional japonesa , y el khukuri , el cuchillo tradicional nepalí . La mayoría de las hojas fabricadas con esta técnica tienen líneas de temple visibles. Los primeros jian chinos de la era antigua (por ejemplo, desde los Estados en Guerra hasta la dinastía Han ) utilizaban el templado en lugar del tratamiento térmico diferencial. Este método a veces se denomina templado diferencial, pero este término se refiere con más precisión a una técnica diferente, que se originó con las espadas anchas de Europa.
Las versiones modernas del endurecimiento diferencial se desarrollaron cuando se idearon fuentes de calentamiento rápido del metal, como un soplete de oxiacetileno o el calentamiento por inducción . Con las técnicas de endurecimiento por llama y endurecimiento por inducción , el acero se calienta rápidamente al rojo vivo en un área localizada y luego se enfría. Esto endurece solo una parte del objeto, pero deja el resto inalterado.
El templado diferencial se utilizaba más comúnmente para fabricar herramientas de corte, aunque a veces también se utilizaba en cuchillos y espadas. El templado diferencial se obtiene templando la espada de manera uniforme y luego templando una parte de ella, como el lomo o la parte central de las hojas de doble filo. Esto se hace generalmente con un soplete o alguna otra fuente de calor dirigida. La parte calentada del metal se ablanda mediante este proceso, dejando el borde con la dureza más alta. [4]
El endurecimiento diferencial (también llamado temple diferencial, temple selectivo, endurecimiento selectivo o endurecimiento local) se utiliza con mayor frecuencia en la forja de cuchillos para aumentar la dureza de una hoja mientras se mantiene una dureza y resistencia muy altas en el filo. Esto ayuda a que la hoja sea muy resistente a la rotura, al hacer que el lomo sea muy suave y flexible, pero permite una mayor dureza en el filo de lo que sería posible si la hoja se templara y templara de manera uniforme . Esto ayuda a crear una hoja resistente que mantendrá un filo muy afilado y resistente al desgaste, incluso durante un uso rudo como el que se encuentra en el combate.
Una hoja endurecida diferencialmente normalmente estará recubierta con una capa aislante, como arcilla, pero dejando el borde expuesto. Cuando se calienta al rojo vivo y se enfría, el borde se enfría rápidamente, volviéndose muy duro, pero el resto se enfría lentamente, volviéndose mucho más blando. [5] [6] La capa aislante es a menudo una mezcla de arcillas, cenizas, polvo de piedra de pulir y sales, que protege la parte posterior de la hoja de enfriarse muy rápidamente cuando se enfría. [7] [8] La arcilla se aplica a menudo pintándola, cubriendo la hoja muy gruesamente alrededor del centro y el lomo, pero dejando el borde expuesto. Esto permite que el borde se enfríe muy rápidamente, convirtiéndolo en una microestructura muy dura llamada martensita , pero hace que el resto de la hoja se enfríe lentamente, convirtiéndolo en una microestructura blanda llamada perlita . Esto produce un borde que es excepcionalmente duro y quebradizo, pero está respaldado por un metal más blando y resistente. Sin embargo, el filo normalmente será demasiado duro, por lo que después del temple, toda la hoja se suele templar a alrededor de 400 °F (204 °C) durante un corto tiempo, para reducir la dureza del filo a alrededor de HRc60 en la escala de dureza Rockwell . [5]
La composición exacta de la mezcla de arcilla, el espesor del recubrimiento e incluso la temperatura del agua eran secretos muy bien guardados de las distintas escuelas de cuchillería. [8] Con la mezcla de arcilla, el objetivo principal era encontrar una mezcla que resistiera altas temperaturas y se adhiriera a la hoja sin encogerse, agrietarse o pelarse al secarse. A veces, se cubría la parte posterior de la hoja con arcilla, dejando el borde expuesto. Otras veces, se cubría toda la hoja y luego se cortaba la arcilla del borde. Otro método era aplicar la arcilla de manera espesa en la parte posterior pero fina en el borde, proporcionando una menor cantidad de aislamiento. Al controlar el espesor del recubrimiento del borde junto con la temperatura del agua, se puede controlar la velocidad de enfriamiento de cada parte de la hoja para producir la dureza adecuada al templarla sin la necesidad de templarla más. [7] [8]
Una vez que el revestimiento se ha secado, la hoja se calienta lenta y uniformemente, para evitar que el revestimiento se agriete o se caiga. Después de que la hoja se calienta a la temperatura adecuada, que generalmente se juzga por el brillo rojo cereza ( radiación de cuerpo negro ) de la hoja, cambiará a una fase llamada austenita . Tanto para ayudar a prevenir el agrietamiento como para producir uniformidad en la dureza de cada área, el herrero deberá asegurarse de que la temperatura sea uniforme, sin puntos calientes por estar al lado de las brasas. Para evitar esto, la hoja generalmente se mantiene en movimiento mientras se calienta, para distribuir el calor de manera más uniforme. El enfriamiento a menudo se realiza en condiciones de poca luz, para ayudar a juzgar con precisión el color del brillo. Por lo general, el herrero también intentará evitar el sobrecalentamiento de la hoja para evitar que los cristales metálicos crezcan demasiado. En este momento, la hoja generalmente se sumergirá en un tanque de agua o aceite, para eliminar rápidamente el calor del borde. La arcilla, a su vez, aísla la parte posterior de la hoja, lo que hace que se enfríe más lentamente que el borde. [5]
Cuando el filo se enfría rápidamente se produce una transformación sin difusión , convirtiendo la austenita en martensita muy dura. Esto requiere una caída de temperatura de alrededor de 750 °C (rojo cereza) a 450 °C (momento en el que la transformación se completa) en menos de un segundo para evitar la formación de perlita blanda . Debido a que el resto de la hoja se enfría lentamente, el carbono en la austenita tiene tiempo de precipitarse , convirtiéndose en perlita. La transformación sin difusión hace que el filo se "congele" repentinamente en un estado térmicamente expandido , pero permite que el lomo se contraiga a medida que se enfría más lentamente. Esto generalmente hace que la hoja se doble o curve durante el temple, ya que el lomo se contrae más que el filo. Esto le da a espadas como la katana y la wakizashi sus características formas curvas. La hoja generalmente es recta cuando se calienta, pero luego se arquea a medida que se enfría; primero se curva hacia el filo a medida que se contrae, y luego se aleja del filo a medida que el lomo se contrae más. En el caso de las espadas de tipo cortante, esta curvatura ayuda a facilitar el corte, pero aumenta las posibilidades de que se agriete durante el procedimiento. Hasta un tercio de todas las espadas se arruinan durante el proceso de temple. [9] Sin embargo, cuando la espada no se agrieta, las tensiones internas creadas ayudan a aumentar la dureza de la hoja, de forma similar a la mayor dureza del vidrio templado . [10] Es posible que la espada necesite más forma después del temple y el revenido, para lograr la curvatura deseada. [6]
Se debe tener cuidado de sumergir la espada rápidamente y verticalmente (primero el filo), ya que si un lado entra en el fluido de temple antes que el otro, el enfriamiento puede ser asimétrico y hacer que la hoja se doble hacia los lados (deformación). Debido a que el temple en agua tiende a causar una pérdida repentina de carbono superficial, la espada generalmente se templará antes de biselar y afilar el filo. Después del temple y revenido, tradicionalmente se le daba a la hoja una forma rugosa con un cuchillo de corte de metal ( sen ) antes de enviarla a un pulidor para afilarla, [11] aunque en los tiempos modernos a menudo se usa una lijadora de banda eléctrica en su lugar.
El endurecimiento diferencial producirá dos zonas de dureza diferentes, que responden de manera diferente al esmerilado, afilado y pulido. La parte posterior y el centro de la hoja se desgastarán mucho más rápido que el borde, por lo que el pulidor deberá controlar cuidadosamente el ángulo del borde, lo que afectará la geometría de la hoja. Un pulidor inexperto puede arruinar rápidamente una hoja al aplicar demasiada presión en las áreas ablandadas, alterando rápidamente la forma de la hoja sin cambiar mucho la zona endurecida. [12]
Aunque tanto la perlita como la martensita se pueden pulir hasta conseguir un brillo similar al de un espejo, normalmente solo la parte posterior y el lomo se pulen hasta ese punto. La parte endurecida de la hoja (yakiba) y la parte central (hira) suelen recibir un acabado mate para que destaquen las diferencias de dureza. Esto hace que las distintas microestructuras reflejen la luz de forma diferente cuando se observan desde distintos ángulos. La perlita sufre arañazos más largos y profundos y parece brillante o, a veces, oscura, según el ángulo de visión. La martensita es más difícil de rayar, por lo que las abrasiones microscópicas son más pequeñas. La martensita suele parecer más brillante pero más plana que la perlita, y esto depende menos del ángulo de visión. [12] Cuando se pule o se graba con ácido para revelar estas características, se observa un límite claro entre la parte de martensita de la hoja y la perlita. Este límite suele denominarse "línea de temple" o el término japonés de uso común, " hamon ". Entre el borde endurecido y el hamon se encuentra una zona intermedia, llamada "nioi" en japonés, que normalmente solo es visible en ángulos largos. El nioi tiene un ancho de uno o dos milímetros aproximadamente, a continuación del hamon, que está formado por granos individuales de martensita (niye) rodeados de perlita. El nioi proporciona un límite muy resistente entre el yakiba y el hira. [11]
En Japón, desde la legendaria época del famoso herrero Amakuni , los hamons eran originalmente rectos y paralelos al filo, pero hacia el siglo XII d.C., herreros como Shintogo Kunimitsu comenzaron a producir hamons con formas muy irregulares, que proporcionaban beneficios tanto mecánicos como decorativos. Hacia el siglo XVI d.C., los herreros japoneses solían sobrecalentar ligeramente sus espadas antes de templarlas, para producir niye bastante grandes con fines estéticos, aunque un tamaño de grano mayor tendía a debilitar un poco la espada. Durante esta época, en Japón se empezó a prestar gran atención a la fabricación de hamons decorativos, mediante el modelado cuidadoso de la arcilla. Se volvió muy común durante esta época encontrar espadas con hamons ondulados, flores o tréboles representados en la línea de temple, patas de rata, árboles u otras formas. En el siglo XVIII, los hamons decorativos a menudo se combinaban con técnicas de plegado decorativo para producir paisajes enteros, con islas específicas, olas rompientes, colinas, montañas, ríos y, a veces, se cortaban puntos bajos en la arcilla para producir niye lejos del hamon, creando efectos como pájaros en el cielo. [13]
Aunque el endurecimiento diferencial produce un filo muy duro, también deja el resto de la espada bastante blando, lo que puede hacerla propensa a doblarse bajo cargas pesadas, como al parar un golpe fuerte. También puede hacer que el filo sea más susceptible a astillarse o agrietarse. Las espadas de este tipo normalmente solo se pueden reafilar unas pocas veces antes de llegar al metal más blando que se encuentra debajo del filo. Sin embargo, si se protegen y mantienen adecuadamente, estas hojas normalmente pueden mantener el filo durante largos períodos de tiempo, incluso después de cortar hueso y carne, o bambú muy enmarañado para simular el corte de partes del cuerpo, como en el iaido . [14]
El endurecimiento por llama se utiliza a menudo para endurecer solo una parte de un objeto, calentándolo rápidamente con una llama muy caliente en un área localizada y luego enfriando el acero. Esto convierte la parte calentada en martensita muy dura, pero deja el resto sin cambios. Por lo general, se utiliza un soplete de oxigas para proporcionar temperaturas tan altas. El endurecimiento por llama es una técnica de endurecimiento de superficies muy común, que a menudo se utiliza para proporcionar una superficie muy resistente al desgaste. Un uso común es para endurecer la superficie de los engranajes , haciendo que los dientes sean más resistentes a la erosión . El engranaje generalmente se templará y templará primero a una dureza específica, lo que hará que la mayoría del engranaje sea resistente, y luego los dientes se calientan rápidamente y se templan inmediatamente, endureciendo solo la superficie. Después, puede o no templarse nuevamente para lograr la dureza diferencial final. [15]
Este proceso se utiliza a menudo para la fabricación de cuchillos, calentando solo el borde de una hoja previamente templada y templada. Cuando el borde alcanza la temperatura de color adecuada , se templa, endureciendo solo el borde, pero dejando la mayor parte del resto de la hoja con la dureza más baja. Luego, el cuchillo se templa nuevamente para producir la dureza diferencial final. [16] Sin embargo, a diferencia de una hoja que se ha calentado uniformemente y se ha templado de manera diferencial, el endurecimiento por llama crea una zona afectada por el calor . A diferencia del nioi, el límite entre el metal caliente y frío formado por esta zona afectada por el calor provoca un enfriamiento extremadamente rápido cuando se templa. Cuando se combina con las tensiones formadas, esto crea una zona muy frágil entre el metal duro y el más blando, lo que generalmente hace que este método no sea adecuado para espadas o herramientas que puedan estar sujetas a tensiones de corte e impacto. [17]
El endurecimiento por inducción es una técnica de endurecimiento de superficies que utiliza bobinas de inducción para proporcionar un medio muy rápido de calentar el metal. Con el calentamiento por inducción , el acero se puede calentar muy rápidamente hasta el rojo vivo en la superficie, antes de que el calor pueda penetrar cualquier distancia en el metal. Luego, la superficie se enfría, endureciéndola, y a menudo se utiliza sin templado adicional. Esto hace que la superficie sea muy resistente al desgaste, pero proporciona un metal más duro directamente debajo de ella, dejando la mayor parte del objeto sin cambios. Un uso común para el endurecimiento por inducción es para endurecer las superficies de apoyo, o "muñones", en los cigüeñales de automóviles o las varillas de los cilindros hidráulicos . [18]
El templado diferencial (también llamado templado gradual, templado selectivo o templado local) es el proceso inverso del endurecimiento diferencial, que produce en última instancia resultados similares. El templado diferencial comienza tomando acero que ha sido templado y endurecido uniformemente, y luego calentándolo en áreas localizadas para reducir la dureza. El proceso se utiliza a menudo en herrería para templar instrumentos de corte, ablandando la parte posterior, el mango o el lomo, pero templando simultáneamente el borde hasta una dureza muy alta. El proceso era muy común en la antigua Europa, para fabricar herramientas, pero pronto se aplicó también a cuchillos y espadas. [19]
El uso más común del templado diferencial era para el tratamiento térmico de herramientas de corte, como hachas y cinceles , donde se desea un borde extremadamente duro, pero se necesita cierta maleabilidad y elasticidad en el resto de la herramienta. Un cincel con un borde muy duro puede mantener ese borde por más tiempo y cortar materiales más duros, pero, si todo el cincel fuera demasiado duro, se rompería bajo los golpes del martillo. El templado diferencial se utilizaba a menudo para proporcionar un borde de corte muy duro, pero para suavizar las partes de la herramienta que están sujetas a impactos y cargas de choque. [20]
Antes de templar una herramienta de forma diferencial, primero se calienta al rojo vivo y luego se enfría, endureciendo toda la herramienta. Esto hace que la herramienta sea demasiado dura para un uso normal, por lo que se templa para reducir la dureza a un punto más adecuado. Sin embargo, a diferencia del templado normal, la herramienta no se calienta de manera uniforme. En cambio, el calor se aplica solo a una parte de la herramienta, lo que permite que el calor se conduzca térmicamente hacia el borde de corte más frío. El acero templado primero se lija o pule para eliminar cualquier oxidación residual , revelando el metal desnudo debajo. Luego, el acero se calienta en un área localizada, como el extremo de martillo de un cincel o el extremo del mango de un hacha. Luego, el herrero mide cuidadosamente la temperatura observando los colores de templado del acero. A medida que se calienta el acero, se formarán estos colores, que van desde el amarillo al marrón, el violeta y el azul, y muchos tonos intermedios, e indicarán la temperatura del acero. A medida que se aplica calor, los colores se formarán cerca de la fuente de calor y luego se moverán lentamente a través de la herramienta, siguiendo el calor a medida que se conduce hacia el borde. [21]
Antes de que el color amarillo o "pajizo claro" llegue al borde, el herrero retira el calor. El calor seguirá conduciendo, moviendo los colores hacia el borde durante un corto tiempo después de retirar el calor. Cuando el color pajizo claro llega al borde, el herrero generalmente sumergirá el acero en agua para detener el proceso. Esto generalmente producirá un borde muy duro, alrededor de HRc58-60 en la escala Rockwell, pero dejará el extremo opuesto de la herramienta mucho más blando. La dureza del borde de corte generalmente está controlada por el color elegido, pero también se verá afectada principalmente por el contenido de carbono en el acero, además de una variedad de otros factores. La dureza exacta del extremo blando depende de muchos factores, pero el principal es la velocidad a la que se calentó el acero o hasta qué punto se extienden los colores. El color pajizo claro es un acero muy duro y quebradizo, pero el azul claro es más blando y muy elástico. Además del color azul, cuando el acero se vuelve gris, es más probable que sea muy maleable, lo que normalmente no es deseable en un cincel. Si el acero es demasiado blando, puede doblarse o deformarse plásticamente bajo la fuerza del martillo. [21]
A diferencia del endurecimiento diferencial, en el templado diferencial no existe un límite definido entre los metales más duros y más blandos, sino que el cambio de duro a blando es muy gradual, formando un continuo o "grado" (gradiente) de dureza. Sin embargo, las temperaturas de calentamiento más altas hacen que los colores se extiendan menos, creando un grado mucho más pronunciado, mientras que las temperaturas más bajas pueden hacer que el cambio sea más gradual, utilizando una porción más pequeña de todo el continuo. Los colores del templado solo representan una fracción del grado completo, porque el metal se vuelve gris por encima de los 650 °F (343 °C), lo que dificulta juzgar la temperatura, pero la dureza continuará disminuyendo a medida que aumenta la temperatura. [22] [23]
Calentar solo una zona, como el extremo plano de un punzón , hará que el grado se extienda uniformemente a lo largo de la herramienta. Como no siempre se desea tener un grado continuo a lo largo de toda la herramienta, se han ideado métodos para concentrar el cambio. Una herramienta como un cincel se puede calentar rápidamente pero de manera uniforme a lo largo de todo el mango, templándolo hasta un color púrpura o azul, pero permitiendo que el calor residual se transmita rápidamente una corta distancia hasta el borde. Otro método es mantener el borde en agua, manteniéndolo frío mientras se templa el resto de la herramienta. Cuando se alcanza el color adecuado, se retira el borde del agua y se deja templar con el calor residual, y toda la herramienta se sumerge en el agua cuando el borde adquiere el color adecuado. Sin embargo, calentar en áreas localizadas con temperaturas tan bajas puede ser difícil con elementos más grandes, como un hacha o un mazo de hender , porque el acero puede perder demasiado calor antes de que pueda transmitirse al borde. A veces, el acero se calienta de manera uniforme justo por debajo de la temperatura deseada y luego se templa de manera diferencial, lo que facilita el control del cambio de temperatura. Otra forma es incrustar parcialmente el acero en un aislante, como arena o cal, lo que evita una pérdida excesiva de calor durante el templado.
Finalmente, este proceso se aplicó a espadas y cuchillos, para producir efectos mecánicos similares al endurecimiento diferencial, pero con algunas diferencias importantes. Para templar diferencialmente una hoja, primero se enfría para endurecer toda la hoja de manera uniforme. Luego, la hoja se calienta en un área localizada, lo que permite que el calor fluya hacia el borde. Con hojas de un solo filo, la hoja se puede templar con fuego o con un soplete. La hoja se calienta solo a lo largo del lomo y la espiga, lo que permite que el calor se conduzca hasta el borde. El calor deberá aplicarse de manera uniforme, lo que permitirá que los colores se distribuyan uniformemente por toda la hoja. Sin embargo, con hojas de doble filo, la fuente de calor generalmente deberá estar localizada con mayor precisión porque el calor debe aplicarse uniformemente a lo largo del centro de la hoja, lo que permite que se conduzca a ambos bordes. A menudo, se utiliza una barra roja o amarilla al rojo vivo para suministrar el calor, colocándola a lo largo del centro de la hoja, generalmente encajada en un canalón . [24] Los sopletes de gas modernos a menudo tienen la capacidad de producir llamas muy precisas. Para evitar una pérdida excesiva de calor en la hoja, se la puede precalentar, aislar parcialmente o colocar entre dos barras al rojo vivo. Cuando el color adecuado llega al borde, se la sumerge en agua para detener el proceso. [25]
El templado diferencial puede resultar más difícil debido a la forma de la hoja. Al templar una espada de doble filo con un cono a lo largo de su longitud, la punta puede alcanzar la temperatura adecuada antes que el mango. El herrero puede necesitar controlar la temperatura utilizando métodos como verter agua a lo largo de ciertas partes del filo o enfriarla con hielo, haciendo que la temperatura adecuada alcance todo el filo al mismo tiempo. De esta manera, aunque requiere menos tiempo que el endurecimiento diferencial con arcilla, una vez que el proceso comienza, el herrero debe estar atento, guiando cuidadosamente el calor. Esto deja poco margen de error, y los errores en la forma de la zona endurecida no se pueden corregir fácilmente. Esto se vuelve aún más difícil si el cuchillo o la espada tiene una curva, una forma extraña o una punta muy afilada. Las espadas templadas de esta manera, especialmente las espadas de doble filo, generalmente necesitarán ser bastante anchas, lo que deja espacio para que se forme un gradiente. Sin embargo, el templado diferencial no altera la forma de la hoja. [26]
Cuando una espada, cuchillo o herramienta se templa de manera uniforme, todo el objeto se convierte en martensita, que es extremadamente dura, sin la formación de perlita blanda. El templado reduce la dureza del acero al cambiar gradualmente la martensita en una microestructura de varios carburos , como cementita y ferrita más blanda (hierro) , formando una microestructura llamada " martensita templada ". Al templar acero con alto contenido de carbono en el método de herrería, el color proporciona una indicación general de la dureza final, aunque generalmente se requiere algo de prueba y error para hacer coincidir el color correcto con el tipo de acero para lograr la dureza exacta, porque el contenido de carbono, la velocidad de calentamiento e incluso el tipo de fuente de calor afectarán el resultado. Sin la formación de perlita, el acero se puede templar de manera incremental para lograr la dureza adecuada en cada área, asegurando que ninguna área sea demasiado blanda. [27] Al armar espadas, por ejemplo, debido a que la hoja suele ser bastante ancha y delgada, una hoja puede ser propensa a doblarse durante el combate. Si el centro de la hoja es demasiado blando, es probable que esta deformación sea permanente. Sin embargo, si la espada se templa hasta alcanzar una dureza elástica, será más probable que recupere su forma original. [26]
Una espada templada de esta manera no suele tener un filo tan duro como una espada endurecida diferencialmente, como una katana, porque no hay un metal más blando directamente debajo del filo para respaldar al metal más duro. Esto hace que el filo sea más propenso a descascarillarse en pedazos más grandes. Por lo tanto, un filo tan extremadamente duro no siempre es deseable, ya que una mayor dureza hace que el filo sea más frágil y menos resistente a los impactos, como cortar huesos, astas de armas de asta, golpear escudos o bloquear y parar. La espada a menudo se templará a temperaturas ligeramente más altas para aumentar la resistencia al impacto a costa de la capacidad de mantener un filo afilado al cortar. Es posible que el filo deba templarse a un tono pajizo oscuro o marrón para lograrlo, y el centro templado a un color azul o violeta. Esto puede dejar muy poca diferencia entre el filo y el centro, y los beneficios de este método, templar la espada de manera uniforme en un punto intermedio, pueden no ser muy sustanciales. Cuando una espada templada de esta manera se vuelve a afilar, la dureza disminuirá con cada afilado, aunque la reducción en la dureza generalmente no se notará hasta que se haya eliminado una gran cantidad de acero. [26]