Härdningsprocessen

Hårdningsprocessen (vanligt stavad härdningsprocessen) avser de metoder och mekanismer som används för att öka hårdheten och ofta också styrkan i ett material, främst metaller och legeringar. Processen förändrar mikrostrukturen genom plastisk deformation, fasomvandlingar eller kontroll över kemisk sammansättning i ytskiktet.

Vanliga hårdningsmetoder är arbetshärdning (kallbearbetning), värmebehandlingar som härdning och anlöpning, utfällnings- eller åldringhärdning, samt ythärdningstekniker som karburering, nitrering och induktions- eller flamhärdning. Arbetshärdning ökar dislokationstätheten, vilket gör materialet hårdare men ofta mer sprött. Värmebehandlingar utnyttjar fasomvandlingar och kontrollerad kylning för att skapa hårda faser som martensit. Utfällningshärdning bygger upp finfördelade partiklar som hindrar dislokationsrörelse.

Processparametrar som temperatur, tid, kylhastighet och kemisk sammansättning avgör i hög grad slutliga egenskaper. Effekter inkluderar ökad hårdhet och slitstyrka, men också risk för ökad sprödhet, restspänningar och distortion. Hårdhetsprovning (till exempel Vickers, Rockwell eller Brinell) används för att kvantifiera resultatet.

Hårdningsprocesser är centrala inom verkstadsindustrin för verktyg, kugghjul och maskindelar där ythållfasthet och nötningsmotstånd krävs. Val av metod kräver avvägning mellan mekaniska krav, ekonomiska aspekter och potentiella risker som sprickbildning och materialutmattning.