Warmtebehandeling

Warmtebehandeling is een verzamelnaam voor industriële processen waarbij materialen, meestal metalen, worden verwarmd en daarna op gecontroleerde wijze worden gekoeld om hun mechanische eigenschappen te wijzigen. Het doel is doorgaans het verbeteren van hardheid, sterkte, taaiheid en dimensionale stabiliteit, zonder de chemische samenstelling aanzienlijk te veranderen.

Het principe achter warmtebehandelingen is dat bij verwarming de microstructuur van een materiaal verandert en bij afkoeling weer transformeert in een andere structuur. De snelheid en manier van afkoeling bepalen welke fasen en korreldiscusie ontstaan, wat rechtstreeks de hardheid en ductiliteit beïnvloed. Vaak wordt vooraf een specifieke warmtebehandeling gekozen op basis van het gewenste eindgebruik.

Veelvoorkomende processen zijn verharding, temperen, ontlaten (of annealen), normaliseren en precipitatieverharding. Verharding omvat het verwarmd naar een hoge temperatuur brengen en snel afkoelen, meestal met een toename van hardheid ten koste van taaiheid. Temperen volgt meestal na verharden en beperkt de hardheid terwijl de taaiheid toeneemt. Ontlaten verlaagt de hardheid en vermindert spanningen door langzaam af te koelen vanuit een relatief lage temperatuur. Normaliseren verwarmt tot boven de kritische temperatuur en koelt in de lucht af, wat resulteert in een fijnere en meer uniforme microstructuur. Precipitatieverharding wordt toegepast bij legeringen zoals sommige aluminium- en roestvast staalsoorten, waarbij een oplossing wordt gecreëerd en vervolgens ageing plaatsvindt om hardheid te verhogen.

Toepassingen bevinden zich voornamelijk in staalcomponenten, gereedschappen, automotive en machineonderdelen. Kwaliteitscontrole omvat onder meer hardheidsmetingen, trekproeven en metallografische analyse.