Kovetusprosessit

Kovetusprosessit ovat metallurgisia lämpökäsittelymenetelmiä, joiden tavoitteena on lisätä materiaalin kovuutta ja kulutuskestävyyttä muuttamalla sen mikrorakennetta. Yleisintä on teräksen kovettaminen, jossa halutaan myös parempi kulutuskestävyys ja usein parempi kantavuus. Kovetusprosesseja voidaan käyttää sekä yksittäisiin komponentteihin että tuotantoprosesseissa laajemmin.

Karkaisu on tyypillisin kovetusmenetelmä. Siinä teräs lämpötilaan, jossa se muuttuu austeniitiksi (austenitisaatio), ja sen jälkeen jäähdytetään nopeasti esimerkiksi öljyssä, vedessä tai kaasujäähdytyksellä. Nopean jäähdytyksen seurauksena muodostuu martensiittinen rakenne, joka merkittävästi lisää kovuutta, mutta samalla voi heikentää sitkeyttä. Tämän vuoksi karkaisun jälkeen usein suoritetaan temperointi, jossa materiaalia lämmitetään alempaan, kontrolloituun lämpötilaan.

Temperointi on keskeinen osa useimpia karkaisu- tai kovetusprosesseja. Se pehmentää osittain martensiittia ja vähentää jännitteitä sekä sisäisiä epäjatkuvuuksia, samalla säädellen kovuutta ja kestävyyttä. Temperointilämpötila ja -aika määrittävät lopullisen kovuuden ja sitkeyden tasapainon; tavalliset lämpötilavaihtelut ovat noin muutamasta kymmenestä satoihin asteisiin Celsius-asteina, riippuen materiaalista ja halutusta lopputuloksesta.

Muita kovettamismenetelmiä ovat pintakovettavat käsittelyt, kuten carburointi (hiilen diffuosi teräsrakenteeseen) ja nitrointi (typpi- tai nitriid diffusion), jotka muodostavat kovaa pintakerrosta säilyttäen sisuksen dultait. Näihin prosesseihin liittyy usein seuraavia viimeistelyvaiheita ja kontrollitoimia, kuten kovuusmittaukset (Rockwell, Vickers) sekä jännitysten hallinta muodonmuodon minimoimiseksi.

Kovetusprosesseja sovelletaan laajasti työkaluissa, hammaspyörissä, koneenosissa ja muissa teräksisissä komponentteissa, joissa vaaditaan korkeaa kulutuskestävyyttä ja määriteltyä mekaanista suorituskykyä.