Малый температурный перепад подтверждается, с одной стороны, наблюдаемым снижением ударной вязкости при отпуске после ступенчатой закалки и, с другой стороны, высокими показателями ударной вязкости многих специальных сортов стали после обычной закалки и последующего отпуска на температуры порядка 150-200°.

Высокие механические свойства по вязкости и крепости при минимальной деформации и малой величине внутренних напряжений делают ступенчатую закалку для некоторых изделий из специальной стали практически необходимой.

Необычайное изменение свойств стали путем закалки не могло не вызывать стремления многих ученых и практиков расшифровать процессы, происходящие при закалке, и выработать методы управления ими. Естественным было искать причину изменения свойств в каких-то внутренних изменениях самой стали.

Уже в XVIII в. хорошо была известна связь между макроскопическим строением, видимым на изломе стали, и режимом закалки. Но технологии с тех пор значительно изменились, и в настоящее время на смену кузнечным мехам постепенно приходят солнечные коллекторы для воды и другие новшества.

При отсутствии особых средств для определения внутреннего состояния металла вид излома являлся важнейшим средством в руках металлурга для суждения о качестве металла, о внутреннем состоянии и строении, а также о свойствах его. Из четырех правил закалки у Ивана Шлаттера три правила трактуют вопрос о влиянии условий закалки на величину зерна и характер излома и об обратной зависимости режима закалки от величины зерна и характера излома.

Несмотря на ограниченность средств для установления внутренних процессов, происходящих в стали при термической обработке, у металлургов XVIII в. имелось достаточно отчетливое представление о том, что термическая обработка, в частности закалка, «переменяет нутренную сыпь и зерно в стали». Внутреннему строению стали придавалось важное значение. Первое правило закалки, из указанных выше, устанавливает зависимость величины зерна от температуры нагрева. Также имеются указания и на связь между величиной зерна и условиями охлаждения.