Охлаждение является важной кузнечной операцией, которая применяется при закалке, и от которой фактически зависит получение в металле требуемой структуры. Для того, чтобы охлаждение было эффективной, необходимо, чтобы в процессе температура оставалась почти неизменной. Это означает, что масса жидкости при охлаждении должна быть в 30-50 раз больше, чем масса металла, который подвергается закалке. Охлаждающая жидкость - вода или масло - выбирается в зависимости от того, какая марка стали закаливается, с какой скоростью должна остывать заготовка.
Охлаждение бывает также и двуступенчатым, прерывистым, когда металл сначала погружают в воду, а затем быстро перемещают в масло. Это требует определенного навыка. В охлаждающей жидкость деталь перемещают вверх-вниз, погрузив сначала на требуемую глубину, чтобы не было резкой границы в скорости остывания между двумя частями детали - закаливаемой и незакаливаемой. Разумеется, верхние слои заготовки охлаждаются быстрее, чем глубокие, а сердцевина остывает медленнее всего, и поэтому обычно вовсе не закаляется. Если охлаждение проводится с целью закалки, то в сталь добавляют легирующие вещества - марганец, хром, никель и другие, - чтобы обеспечить более глубокую закалку.
