把钢加热到红热时，它就变成半熔融状态。这实际上会损害它的力量，毁掉它。我在一家机械车间工作，我们在那里制造了大量的舷外马达。压在飞轮上的齿轮环与电动起动器相啮合。有几个班次，我使用了电磁淬火机。齿轮环在一个线圈网络中旋转，线圈网络将大量的电磁电流通过齿轮，直到它们变成暗红色。然后飞轮被迅速浸入油中几秒钟。戒指被再次加热并淬火。这个过程重复了第三次，然后从机器中取出。
这是一个过程，是极其普遍的生产齿轮。淬火使金属的半熔融部分冻结其晶体结构。额外的加热和冷却循环将晶体结构分解成更小和更复杂的晶体，从而提高钢的韧性。齿轮本身不需要非常坚固，但牙齿需要。
钢质的增韧称为回火，而回火和硬化部分的钢质物体称为退火。重要的是，当回火和退火时，不要超过钢的过共晶温度，因为它会破坏晶体结构。因此，当退火时，金属只加热到刚好高于共晶范围，这样晶体就可以分枝和整合，而实际上不会熔化回半液态。
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表面硬化和退火包括在钢的表面加入碳或其他合金化剂，以使其丰富，使表面硬化。当钢发红时，表面的碳就会渗入钢中。由于更小的碳原子半径，它适合钢原子之间，使处理部分更刚性。过多的碳会使钢变脆，但适量、均匀分布的碳量会使钢变得坚韧。完美退火钢的最好例子是日本武士刀。真正的武士刀的钢可以加热和折叠数百次，以实现碳的完美分布。这是锻造钢比铸造钢更硬的部分原因。在共晶范围内的原子结构的强制重组比仅仅加热和冷却更有效地丰富晶体结构。
