عملیات حرارتی موضعی
روش سخت کاری موضعی

سخت کاری موضعی (که با نام‌های کوئنچ موضعی، کوئنچ انتخابی، سخت کاری انتخابی یا سخت کاری موضعی نیز خوانده می‌شود) معمولاً در آهنگری برای افزایش چقرمگی تیغه و در عین حال حفظ سختی و استحکام خیلی بالا در لبه استفاده می‌شود. این امر به تیغه کمک می‌کند که در برابر شکست بسیار مقاوم باشد، چرا که پشت تیغه بسیار نرم و قابل خمش است، اما لبه امکان دارد که بسیار سخت‌تر باشد نسبت به حالتی که تیغه به صورت یکنواخت کوئنچ و بازپخت شود. این امر کمک می‌کند که تیغه نرمی ایجاد شود که لبه بسیار تیز و مقاوم در برار سایش خود را حتی در حین استفاده‌های خشن مثل مبارزه و جنگیدن حفظ کند. یک تیغه سخت کاری شده به روش موضعی همواره با یک لایه عایق مثل خاک رس پوشیده می‌شود، اما لبه بدون پوشش می‌ماند. وقتی تیغه تا مرحله تفتیدگی حرارت می‌یابد و کوئنچ می‌شود، لبه به سرعت سرد شده و سختی زیادی پیدا می‌کند، اما بقیه آن به آرامی سرد می‌شود و نرم‌تر می‌شود.
سخت کاری موضعی اغلب شامل پوشش پشت تیغه با یک لایه عایق است. این لایه معمولاً مخلوطی است از خاک‌های رس، خاکسترها، پودر سنگ براق و نمک‌های طبیعی که پشت تیغه را از سرد شدن بسیار سریع در حین کوئنچ محافظت می‌کند. خاک رس معمولاً به صورت رنگ پاشی اعمال می‌شود که اطراف مرکز و پشت تیغه را به‌طور ضخیمی پوشانده و لبه را باقی می‌گذارد. این امر به لبه امکان می‌دهد که بسیار سریع سرد گردد و به ریزساختار بسیار سختی به نام مارتنزیت تبدیل شود و بقیه تیغه به آرامی سرد شود و به ریزساختار نرمی به نام پرلیت مبدل شود. این روش لبه‌ای به وجود می‌آورد که به صورتی استثنایی سخت و ترد است، اما توسط فلزی نرم‌تر و چقرمه تر پشتیبانی می‌شود. البته این لبه معمولاً زیادی سخت است، بنابراین پس از کوئنچ کردن، معمولاً تمام تیغه در دمای حدود 204 درجه سلسیوس به مدت کوتاهی بازپخت می‌گردد تا سختی لبه را تا حدود ۶۰ HRC در مقیاس سختی راکول پایین بیاورد.
ترکیب دقیق مخلوط خاک رس، ضخامت پوشش و حتی دمای آب معمولاً به عنوان اسرار مدارس آهنگری مختلف به دقت محفوظ داشته می‌شد. در رابطه با مخلوط خاک رس هدف اصلی پیدا کردن مخلوطی بود که دمای بالایی را تاب بیاورد و به تیغه بچسبد بدون این که منقبض شود، ترک بخورد یا در اثر خشک شدن پوسته شود. گاهی پشت تیغه با خاک رس پوشانده می‌شد و لبه باقی می‌ماند. گاهی نیز کل تیغه پوشانده می‌شد و سپس خاک رس از لبه زدوده می‌شد. روش دیگر اعمال خاک رس با ضخامت زیاد روی پشت تیغه و با ضخامت کم‌روی لبه برای تأمین عایق کمتر بود. با کنترل ضخامت پوشش لبه به همراه دمای آب، سرعت خنک سازی هر قسمت از تیغه برای ایجاد سختی مناسب در کوئنچ بدون نیاز به بازپخت قابل حصول است.
با خشک شدن پوشش، تیغه به آرامی به صورت یکنواخت گرم می‌شود تا از ترک خوردن یا افتادن پوشش جلوگیری شود. پس از این که تیغه تا دمای مناسب گرم شد، که با رنگ قرمز براق آلبالویی تیغه (تابش جسم سیاه) شناخته می‌شود، تیغه در یک خمره آب یا روغن غوطه ور می‌شود تا حرارت به سرعت از لبه خارج گردد. در عوض خاک رس پشت تیغه را عایق می‌کند که باعث می‌شود بسیار آهسته‌تر از لبه سرد شود.
وقتی لبه سریع سرد می‌شود، یک انتقال بدون دیفوزیون اتفاق می‌افتد که لبه را به مارتنزیت بسیار سخت تبدیل می‌کند. از آن جا که تیغه به آهستگی سرد می‌شود، کربن در فولاد زمان دارد تا رسوب کند و به پرلیت نرم تبدیل شود. انتقال بدون دیفوزیون لبه را به صورت ناگهانی در یک حالت منبسط شده در اثر حرارت، فریز می‌کند، اما به پشت تیغه امکان انقباض می‌دهد، چرا که این قسمت خیلی آهسته‌تر سرد می‌شود. این امر نوعاً منجر به خم شدن یا انحنای تیغه در حین کوئنچ می‌شود، چرا که پشت تیغه بیشتر از لبه منقبض می‌شود. این عمل شکل منحنی خاصی را به شمشیرهایی مثل کاتانا و واکیزاشی (wakizashi) می‌دهد.
تیغه معمولاً در حین گرم شدن صاف است اما در حین سرد شدن قوس پیدا می‌کند. این مسئله برش را در شمشیرهای نوع اسلش (slashing-type: ضربه سریع) تسهیل می‌کند، اما احتمال ترک خوردن در حین عمل را نیز افزایش می‌دهد. شمشیر ممکن است نیاز به شکل‌دهی بیشتری پس از کوئنچ و بازپخت داشته باشد تا انحنای مطلوب را به دست آورد. شمشیرهای صاف مثل نینجاتو (ninjato) معمولاً قبل از حرارت به صورت خاصی انحنا می‌یابند تا با کوئنچ صاف گردند.