Nhìn trong chỗ tối, màu thép nung cho biết nhiệt độ tương đối: đỏ sẫm khoảng 600–700°C, đỏ anh đào khoảng 750–850°C, cam khoảng 900–1.000°C, vàng khoảng 1.100°C và trắng trên khoảng 1.200°C. Đây là ánh sáng do chính khối thép nóng phát ra, giống dây tóc bóng đèn, nên thợ rèn đọc được mà không cần nhiệt kế. Nhưng màu chỉ là tương đối: ngoài nắng thép trông tối hơn thật, mỗi người nhìn hơi khác nhau, vì vậy thợ rèn quen làm trong lán râm và luôn so với kinh nghiệm của chính mình.
Vì sao thép nóng lại phát sáng
Mọi vật đều phát ra bức xạ nhiệt. Ở nhiệt độ phòng, bức xạ ấy nằm ở vùng hồng ngoại, mắt không thấy. Khi vật nóng lên, bức xạ mạnh hơn và dịch dần về phía ánh sáng nhìn thấy. Khoảng 500°C, trong phòng thật tối, mắt bắt đầu thấy một ánh đỏ rất mờ. Nóng hơn nữa, lượng ánh đỏ tăng, rồi có thêm cam, vàng, và khi đủ mọi màu trộn lại thì ta thấy trắng.
Điều quan trọng: màu này phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ chứ không phụ thuộc nhiều vào loại thép. Một miếng sắt, một lưỡi dao, một thanh ray ở cùng nhiệt độ sẽ đỏ gần như nhau. Đó là lý do bảng màu nhiệt dùng được cho mọi lò rèn.
Đừng nhầm với màu ram (vàng rơm, tím, xanh lam) xuất hiện ở khoảng 200–300°C. Màu ram không phải ánh sáng phát ra mà là màng ôxít mỏng trên mặt thép đã đánh sạch, được bàn trong một bài riêng.
Bảng màu nhiệt của thép
| Màu (nhìn trong chỗ tối) | Nhiệt độ khoảng | Thợ rèn dùng làm gì |
|---|---|---|
| Chưa thấy màu | Dưới khoảng 500°C | Vẫn đủ nóng gây bỏng sâu; nhiệt dùng để ram, để uốn nhẹ |
| Đỏ rất mờ, chỉ thấy trong tối | Khoảng 500–600°C | Dấu hiệu sắp phải đưa phôi về lò |
| Đỏ sẫm | Khoảng 600–700°C | Ngừng đập thép carbon cao; đập tiếp dễ nứt |
| Đỏ anh đào | Khoảng 750–850°C | Vùng trui của nhiều thép carbon; thường hoá |
| Cam | Khoảng 900–1.000°C | Rèn tạo dáng: thép mềm, chảy dễ |
| Vàng | Khoảng 1.100°C | Vuốt mạnh, dàn bản nhanh với thép phù hợp |
| Trắng, bắt đầu tóe sao | Trên khoảng 1.200°C | Hàn rèn ở một số thép; quá mức là thép bắt đầu cháy |
Mọi con số đều là "khoảng". Các tài liệu khác nhau chia ranh giới màu lệch nhau vài chục độ, và tên màu tiếng Việt cũng không có chuẩn thống nhất. Người thợ học bảng này bằng mắt mình, bên lò của mình.
Ánh sáng xung quanh đánh lừa mắt
Cùng một miếng thép đỏ anh đào, đem ra nắng trưa trông như chỉ đỏ sẫm, thậm chí như chưa nóng. Đưa vào lán tối trông lại tươi hơn. Lý do là mắt tự điều chỉnh theo độ sáng chung: trong nắng, ánh của thép bị lấn át.
Hệ quả thực tế rất quan trọng:
- Làm ngoài nắng dễ nung quá tay: thợ tưởng chưa đủ nóng, nung thêm, thép thật ra đã quá nhiệt trui, hạt thô, dao giòn.
- Thép "hết đỏ" ngoài nắng có thể vẫn trên 600°C: chạm vào là bỏng nặng.
- Thợ rèn ưa lán tối, làm sáng sớm hoặc chiều muộn, che bớt ánh sáng quanh lò. Nhiều lò truyền thống được dựng với mái thấp, vách kín chính vì vậy.
- Đèn trong xưởng cũng ảnh hưởng: đèn vàng, đèn trắng làm màu thép trông khác nhau; thợ quen một kiểu đèn thì nên giữ.
Những điều khác làm màu sai lệch
Vảy ôxít trên mặt
Thép nung trong lửa đóng một lớp vảy đen. Lớp vảy mỏng có thể nguội nhanh hơn lõi, làm mặt thép trông tối hơn bên trong. Thợ hay gạt vảy bằng bàn chải sắt hoặc gõ nhẹ để nhìn màu thật.
Độ dày
Phần mỏng như lưỡi dao nóng và nguội nhanh hơn sống dày. Khi rút khỏi lò, lưỡi có thể đã tụt màu trong khi sống còn đỏ. Thợ đọc màu ở chỗ cần trui, không đọc ở chỗ sáng nhất.
Mắt từng người
Mỗi người nhận màu hơi khác nhau, và mắt mỏi sau nhiều giờ nhìn lửa cũng nhìn kém đi. Hai thợ đứng cạnh một miếng thép có thể gọi tên màu khác nhau, nhưng mỗi người đều nhất quán với chính mình. Vì vậy học nghề rèn là học "màu của thầy", rồi dần thành "màu của mình".
Màu thép trong từng bước rèn dao
- Tạo dáng: nung tới cam, có khi vàng; đập cho tới khi thép tụt về đỏ tươi, rồi đưa lại lò.
- Không đập dưới đỏ sẫm với thép carbon cao: thép cứng lại, búa tạo nứt li ti trong lòng phôi, lúc trui mới vỡ.
- Thường hoá: nung đều tới khoảng đỏ anh đào hoặc hơi trên, để nguội tự nhiên.
- Trui: nung đều tới vùng đỏ anh đào phù hợp với loại thép; nhiều thợ kiểm thêm bằng nam châm (thép hết hút nam châm ở khoảng 770°C), rồi nung thêm chút nữa trước khi nhúng.
- Tránh trắng tóe sao: khi thép bắt đầu bắn những tia sáng nhỏ như pháo sáng trong lò, đó là thép đang cháy. Phần ấy hỏng, chỉ có thể cắt bỏ.
Trui là nung thép tới nhiệt độ nhất định rồi làm nguội thật nhanh để thép cứng lên. Nhiệt độ trui phụ thuộc loại thép: thép carbon thường khoảng 780–850°C, thép hợp kim có thể khác nhiều, nên không có một màu trui đúng cho mọi thép.
Nhiệt kế hồng ngoại có thay được mắt thợ không
Ngày nay có súng đo nhiệt hồng ngoại và đầu dò nhiệt điện. Chúng hữu ích nhưng cũng có bẫy. Súng hồng ngoại đọc bức xạ từ bề mặt, và kết quả phụ thuộc vào "độ phát xạ" của bề mặt: thép sáng bóng, thép có vảy, thép bám than cho số khác nhau ở cùng nhiệt độ. Nhiều súng loại phổ thông không đo tới vùng nhiệt rèn. Đầu dò cắm vào lò đo nhiệt độ lò, không phải nhiệt độ phôi.
Lò nhiệt luyện có điều khiển trong nhà máy giải quyết bài toán bằng cách giữ cả buồng lò ở nhiệt độ đặt sẵn đủ lâu để phôi đều nhiệt. Thợ làng rèn không có lò ấy, nên vẫn dựa vào mắt, nam châm và kinh nghiệm. Hai cách không loại trừ nhau: nhiều thợ trẻ dùng nhiệt kế để "luyện mắt", đối chiếu màu mình thấy với con số.
An toàn khi đứng gần thép nung
- Mọi miếng thép coi như đang nóng: thép dưới khoảng 500°C không phát sáng nhưng vẫn làm cháy da ngay lập tức.
- Đừng nhìn lâu vào lòng lò nóng trắng: ánh sáng mạnh và bức xạ hồng ngoại có thể hại mắt khi nhìn kéo dài; thợ lâu năm hay dùng kính lọc phù hợp.
- Vảy ôxít bắn khi đập thép đỏ: kính bảo hộ cho người đứng gần.
- Khí CO: lò than trong lán tối, kín là chỗ khí CO tích tụ; lán tối không có nghĩa là lán kín, phải có lối thoát khói.
Bỏng nhẹ: xả nước mát sạch 15–20 phút, không bôi kem đánh răng, nước mắm, mỡ. Bỏng rộng, sâu, bỏng mặt, tay, mắt: đi cấp cứu, gọi 115.
Góc nhìn hôm nay: luyện mắt mà không cần lò
Người không làm rèn vẫn có thể thử một việc nhỏ: xem bếp than hoa hoặc bếp củi lúc trời tối và lúc ban ngày, để ý than đỏ trông khác nhau thế nào. Đó chính là hiện tượng làm thợ rèn chọn lán tối. Khi đến làng rèn, hãy đứng trong lán, nhìn phôi từ lúc rời lò tới lúc thợ đưa trở lại, gọi thầm tên màu và hỏi thợ thấy màu gì. Sự khác biệt giữa hai cách gọi sẽ cho thấy vì sao nghề này cần nhiều năm bên lò.
Câu hỏi thường gặp
Thép đỏ anh đào bao nhiêu độ?
Nhìn trong chỗ tối, thép đỏ anh đào vào khoảng 750–850°C. Đây là vùng trui của nhiều thép carbon thường. Con số chỉ là tương đối, vì ánh sáng xung quanh và mắt người nhìn làm màu lệch đi.
Thép bắt đầu đỏ ở bao nhiêu độ?
Trong phòng thật tối, thép bắt đầu có ánh đỏ rất mờ ở khoảng 500°C. Dưới ánh sáng ban ngày phải nóng hơn nhiều mới thấy đỏ. Thép không đỏ vẫn có thể nóng vài trăm độ.
Vì sao thợ rèn làm trong chỗ tối?
Vì ngoài nắng, thép nóng trông tối hơn thật, dễ nung quá tay. Trong lán râm hay lúc trời tối, màu đỏ sẫm, đỏ anh đào, cam hiện rõ, thợ đoán nhiệt chính xác hơn.
Thép trắng tóe sao là sao?
Khi nung quá nóng, trên khoảng 1.200°C với nhiều loại thép, thép bắt đầu cháy, bắn tia sáng nhỏ như pháo sáng trong lò. Phần thép bị cháy hỏng hạt, giòn, phải cắt bỏ.
Màu nhiệt khác màu ram thế nào?
Màu nhiệt là ánh sáng thép phát ra khi rất nóng, từ khoảng 500°C trở lên. Màu ram là màng ôxít mỏng hiện trên mặt thép đánh sạch ở khoảng 200–300°C, không phát sáng. Hai thứ dùng ở hai bước khác nhau.