karkaistaa

Karkaista (karkaistaa) on metallien lämpökäsittely, jolla pyritään lisäämään kappaleen kovuutta. Yleensä kyse on teräksen muuttamisesta siten, että sen mikrostruktuuri muuttuu austenitiksi kuumennuksen jälkeen ja jäähdytys tapahtuu nopeasti martensiittiseksi. Tämä martensittinen rakenne tuottaa huomattavasti kovemman, mutta usein kiteisen ja hauraamman kappaleen.

Prosessi koostuu tavallisesti kuumennuksesta austenitointilämpötilaan, jolloin teräs on muodollisesti kiinteässä tilassa luontevasti kovaa rakennetta varten. Tämän jälkeen seuraa nopea jäähdytys (karkaisu) öljyssä, vedessä, kaasussa tai ilmassa. Usein karkaisu jälkeen kappaleelle tehdään temperointi, jolla kovuutta säädetään ja tyrmääjää sitkeytetään.

Karkaistuminen voidaan jakaa päätyypeihin: läpäisevä karkaistus (through-hardening), jossa koko kappale kovettuu, sekä pintakarkaistus (case hardening), jossa vain pinnan kerroksia kovetetaan ja ydin pysyy pehmeämpänä. Pintakarkaistamiseen voidaan käyttää hiilipitoisuuksien lisäystä (carburizing), nitridingia tai muita pintakäsittelymenetelmiä. Karkaisu voidaan toteuttaa eri jäähdytysmenetelmillä, kuten öljyllä, vedellä, kaasulla tai ilmalla, riippuen materiaalista ja halutusta lopputuloksesta.

Kovuus riippuu teräksen hiilituksesta ja seosaineista: korkeampi hiilipitoisuus mahdollistaa suurimman kovuuden, mutta samalla murtumiskestävyys voi laskea. Siksi karkaistuja kappaleita käytetään työkaluissa, leikkaus- ja virtausosissa sekä jousissa ja hammaspyörissä, mutta ne vaativat temperoinnin ja mahdolliset lisätyöstöt.

Karkaistus aiheuttaa jännitteitä ja mahdollisia muodonmuutoksia; prosessin turvallinen toteutus ja tarkka lämpöaika ovat siksi tärkeitä.