hartowaniu

Hartowanie, zwane również hartowaniem stali, jest procesem obróbki cieplnej mającym na celu zwiększenie twardości materiału. Polega na podgrzaniu stali do wysokiej temperatury umożliwiającej przekształcenie struktury do austenitu, a następnie szybkim schłodzeniu w medium chłodniczym. Dzięki temu austenit przekształca się w martensyt lub bainit, co znacznie podnosi twardość i odporność na zużycie, przy zachowaniu odpowiednich właściwości mechanicznych.

Proces austenityzacji zależy od składu chemicznego stali; dla stali węglowych często mieści się w granicach 800–900°C. Po podgrzaniu materiał jest gwałtownie chłodzony w wodzie, oleju, roztworach polimerowych lub w powietrzu, w zależności od wymagań dotyczących twardości, kształtu i ryzyka pękania. Szybkość chłodzenia wpływa na powstanie martensytu. Ważne są również warunki prowadzenia procesu oraz jednorodność temperatury, aby zminimalizować deformacje i naprężenia wewnętrzne.

Powstały martensyt jest bardzo twardy, lecz kruchy. Aby poprawić ciągliwość i zmniejszyć naprężenia, hartowane części często poddaje się odpuszczaniu (temperowaniu) w kontrolowanej temperaturze przez określony czas. Temperowanie redukuje twardość, ale zwiększa udarność i zmniejsza skłonność do pękania.

Uzyskana twardość zależy od składu chemicznego stali, zwłaszcza zawartości węgla i dodatków stopowych (np.Chromu, Niklu, Molibdenu). Hartowanie nie zawsze jest możliwe dla wszystkich materiałów; w niektórych stopach stosuje się inne metody obróbki cieplnej lub obróbkę powierzchniową, np. hartowanie indukcyjne czy austempering. Zastosowania hartowania obejmują elementy narażone na duże zużycie, takie jak koła zębate, narzędzia skrawające, sprężyny i wały. Proces wymaga precyzyjnej kontroli parametrów.