Megszilárdítás

Meghatározás: Megszilárdítás a fémek és néha más anyagok tulajdonságainak olyan módosítása, amely növeli a keménységet és a szilárdságot, gyakran a kopásállóság és az élettartam javítása érdekében. A folyamatok közé tartozik a hőkezelés, a mechanikai megmunkálás és különböző felületvédelmi eljárások.

Mechanizmusok: A megszilárdítás több mikroszerkezeti változáson keresztül valósul meg. Ilyenek a fázisátalakulásokból származó erősítés (például vas-alapú ötvözeteknél martenzit vagy bainit képződése), a szilárd oldat erősítés, a szemcseméret csökkentésére adott Hall–Petch kapcsolaton alapuló erősítés, valamint a precipitatív szilárdulás (age hardening). Munkahőkezelés során a diszlokációs sűrűség növekedése is növeli a keménységet.

Módszerek:

- Hőkezelés: austenitizálás, gyors vagy szabályozott hűtés, majd temperálás a kívánt keménység és ridegség eléréséhez.

- Felület-megszilárdítás: karburálás, nitridálás vagy más felületkezelések indukált hőkezeléssel, hogy a felület kemény legyen, míg a belső része megtartja a ductilitást.

- Precipitációs szilárdulás: ötvözetek kioldott komponenseinek finom precipitatok képződése a hűtés hatására.

- Munkahőkezelés: hideg megmunkálás (hajlítás, hengerlés, huzalosítás) a diszlokációs sűrűség növelésével.

Alkalmazások: A megszilárdítást széles körben alkalmazzák autóipari és gépészeti alkatrészeken, fogaskerékeken, szerszámokon, csapágyakban és repülőgép- vagy autóipari komponenseken, ahol a magas keménység és kopásállóság fontos.

Mérőszerek: Keménység- és szilárdságtesztek (például Rockwell vagy Brinell), mikroszerkezeti vizsgálatok és szakadásállósági értékelések.