För att en knivsegg ska behålla skärpan eller en fjäder ska fjädra tillbaka när den böjs behöver stålet härdas. Det går att slipa upp en vass egg på bit vanligt järn men den blir snabbt slö om den används, medan lagom hårt stål håller sig vasst länge. Allt stål går inte att härda utan det krävs en kolhalt på minst 0,4%. Icke härdbart stål brukar i smidessammanhang kallas järn. Läs mer om järn och stål.

Härdning sker genom att värma stålet till ca 800 grader då molekylstrukturen förändras och sedan kyla det snabbt i vatten eller olja så att strukturen ”låses” i den formen. Resultatet blir ett väldigt hårt och väldigt skört stål. Så skört att det kan spricka i bitar om det tappas i golvet. För att få stålet spänstigt och hållbart krävs anlöpning, vilket innebär att stålet värms upp på nytt till en lägre temperatur om 200-300 grader.

Fördjupning

Järn och stål har i rumstemperatur en molekylär struktur som heter ferrit. När stål hettas upp sker en reaktion där järn- och kolatomerna vid 771 grader bildar en ny molekylstruktur som kallas austenit. Får stålet svalna långsamt återtar det sin ursprungliga struktur, men om man i stället kyler ner det snabbt så hinner inte järnet och kolet återbilda sig och stålet får strukturen martensit. I den här formen är stålet mycket hårt och mycket sprött. Så skört att det knappt går att använda till något utan att gå sönder. För att få ett användbart stål behöver man ta udden av den spänning som ligger i det härdade stålet. Detta gör man genom anlöpning.

Normalisering
När man smider på ett ämne uppstår spänningar i materialet eftersom det hela tiden pressas ihop där hammaren träffar. Detta gör att stålet vid den häftiga nerkylningen som härdning innebär kan slå sig, det vill säga böjas och bli skevt, eller till och med spricka. För att undvika det bör man före härdningen långsamt värma upp stålet till härdtemperatur och låta det svalna riktigt långsamt för att få bort spänningarna. Man kan med fördel upprepa processen. Idag finns speciella härdugnar som sköter den stegvisa upp- nervärmningen, annars är vanlig metod att lägga järnet att svalna i värmeisolerande aska.

Härdning
När man härdar ska stålet värmas upp långsamt och ha en jämn värme. Hela ämnet ska uppnå härdtemperatur men inte värmas mer än så. Härdtemperatur ligger på ungefär 800-900 grader, men varierar något från stål till stål. En bekväm och exakt metod är att använda en härdugn som väldigt långsamt värmer upp ämnet till vald temperatur. Ett enklare och äldre sätt att veta när austenit bildats är att känna med en magnet. Austenit är nämligen inte magnetiskt till skillnad från ferrit, så när magneten inte fäster längre vet smeden att stålet passerat 770 grader. Beroende på önskad härdning värms stålet lite till och kyls sedan ner. Om flera ämnen ska härdas lägger en erfaren smed färgen som det glödande stålet har vid härdtemperaturen på minnet och använder färgtonen som riktmärke för följande härdningar. Själva kylningen ska gå snabbt, så att inte tunna delar som eggen på verktyg hinner tappa värme och därmed inte härdas ordentligt.

Låglegerade stål, så kallade kolstål, kan härdas i vanligt vatten medan höglegerade stål bör få en mildare kylning i förvärmd olja. Oljan ska vara värmetålig och så varm att man inte kan hålla fingret i den.

Anlöpning
Genom att kontrollerat värma upp stålet till en betydligt lägre temperatur än härdtemperaturen blir stålet mindre skört och mer spänstigt. Industrin och många yrkesverksamma smeder har speciella anlöpningsugnar som kan ställas in på temperatur och tid så de värmer upp långsamt och länge. Men en vanlig hushållsugn duger bra i de flesta fall.

Traditionellt har smeden bara haft ässjan som värmekälla och då värmt upp en järnbit som i sin tur fått värma det härdade stålet. Till exempel genom att glödga en grov tång och nypa om ryggen på ett härdat knivblad så att värmen kryper från ryggen mot eggen. Nackdelen med den metoden är att den riskerar bli ojämn och tar tid. En fördel är att det går att få en högre anlöpningsstemperatur i ryggen än i eggen, vilket ger en segare knivsrygg men en hårdare egg, utan att använda laminat.

Olika temperaturer ger olika oxideringsfärger på stålets yta, så genom att borsta ytan blank går det att se ungefär vilken temperatur metallen uppnår. Något som blir viktigt vid traditionell anlöpning för hand. Färgerna går från gul via röd och violett till blå. Vilka grader som önskas beror på stålsort och vad det ska användas till.