Blogg

Ståldeler som brukes i industrielle applikasjoner står overfor konstante utfordringer fra friksjon, slitasje og kontaktspenning, alle som gradvis svekker materialets integritet og reduserer levetiden. Å velge riktig metode for å forbedre slitasjebestandigheten påvirker direkte utstyrets pålitelighet, vedlikeholdsfrekvensen og den totale eierkostnaden. To hovedtilnærminger dominerer dette feltet: omfattende varmebehandlingsprosesser som endrer hele materialets struktur, og overflatehærtingsmetoder som skaper et beskyttende ytre lag samtidig som en duktil kjerne bevares. Å forstå hvilken prosess gir best slitasjebestandighet for spesifikke ståldeler krever en vurdering ikke bare av hardhetsnivåer, men også av de underliggende metallurgiske transformasjonene, driftsforholdene og komponentens geometri som påvirker ytelsen i praksis.

Valget mellom varmebehandling og overflateharding avhenger grunnleggende av om slitasje oppstår jevnt over komponenten eller konsentrerer seg i spesifikke kontaktsoner. Helgdyp varmebehandling forandrer hele tverrsnittet og oppnår jevne mekaniske egenskaper gjennom hele materialet, noe som viser seg å være fordelaktig for deler som utsettes for spredte belastninger eller som krever konsekvent hardhet fra overflate til kjerne. Overflateharmingsmetoder skaper derimot en hardhetsgradient med maksimale verdier på utsiden, mens seighet opprettholdes innad, noe som gjør dem ideelle for komponenter som utsettes for lokal kontaktspenning, støtbelastning eller bøyekrefter, der en skjør helgdyp-hardet struktur ville risikere katastrofal svikt. Denne artikkelen analyserer begge tilnærmingsmåtene ut fra perspektivet av forbedret slitasjemotstand og undersøker valgkriterier basert på materialekomposisjon, driftsmiljø, dimensjonelle begrensninger og økonomiske hensyn som produksjonsingeniører og designlag må vurdere.

Forståelse av varmebehandlingsprosesser og deres innvirkning på slitasjemotstand

Grunnleggende mekanismer for gjennomharding ved varmebehandling

Varmebehandling refererer til kontrollerte termiske sykler som endrer mikrostrukturen til stål gjennom faseomdanninger, hovedsakelig ved austenitisering etterfulgt av herding og temperering. Under austenitisering oppvarmes stålet over sin kritiske temperatur, vanligvis mellom 800 °C og 950 °C avhengig av karboninnholdet, noe som fører til at krystallstrukturen omgjøres fra ferritt-perlitt til austenitt, der karbon løses jevnt. Rask avkjøling under herding «fryser» denne karbonrike austenitten til martensitt, en overmettet kroppssentrert tetragonale struktur som gir maksimal hardhet, men ekstrem skjørhet. Ved påfølgende temperering ved temperaturer mellom 150 °C og 650 °C reduseres indre spenninger og finn karbidpresipitater dannes, slik at noe av den maksimale hardheten ofres for å oppnå bedre slagfasthet og dimensjonell stabilitet, samtidig som slitasjemotstanden som er egnet for industrielle anvendelser bevares.

Effekten av varmebehandling for å forbedre slitasjemotstand er direkte korrelert med oppnådde hardhetsnivåer, som avhenger av stålets karboninnhold og legeringsbestanddeler. Mediumkarbonstål med 0,40–0,60 % karbon kan oppnå 55–62 HRC etter riktig varmebehandling, noe som gir utmerket motstand mot slitasje fra både abrasiv og adhesiv slitasje. Høykarbonverktøystål med 0,80–1,50 % karbon oppnår enda høyere hardhetsverdier på 62–66 HRC, noe som gjør dem egnet for skjæreværktøy og former der ekstrem overflatetålighet er avgjørende. Ved fullgjennomharding oppstår imidlertid betydelige dimensjonelle endringer på grunn av volumforskjeller ved faseomdanning, noe som krever nøye kontroll av slukkemedier, temperaturgradienter og komponentgeometri for å minimere deformasjon som kompliserer påfølgende maskinbearbeiding.

Slitasjemotstandsegenskaper etter varmebehandling i full dybde

Komponenter som er utsatt for omfattende varmebehandling viser jevn hardhet fra overflate til kjerne, noe som gir konsekvent slitasjemotstand uavhengig av materialefjerning under drift. Denne egenskapen er spesielt verdifull for deler som utsettes for gradvis slitasje over hele sin arbeidsflate, for eksempel slitasjebeskyttelsesplater, forgrovningsutstyrsforinger og transportbåndkomponenter som håndterer slitesterke materialer. Den gjennomhærdede tilstanden sikrer at når overflaten slites bort, beholder underliggende materiale samme hardhet, og dermed unngås akselerert nedbrytning som ville oppstå hvis en hærdet skall slites gjennom til et mykere underliggende materiale.

Den martensittiske mikrostrukturen som oppstår gjennom varmebehandling motstår plastisk deformasjon og materialeforflytning under kontaktspenning, og bekjemper effektivt klebende slitasje der materialeoverføring skjer mellom glidende overflater. Fine karbidutfellingar som er fordelt i hele den tempererte martensittmatrisen gir ekstra motstand mot abrasiv slitasje ved å virke som harde hindringer som avbøyer eller knuser abrasivt partikkelmateriale. Denne kombinasjonen gjør varmebehandling spesielt effektiv mot to-legemsabrasjon, der harde partikler som er fanget mellom overflater forårsaker skjærende og ploggende skader, og tre-legemsabrasjon som involverer løse abrasivmedier som treffer og glir over komponentoverflater.

Begrensninger og begrensninger ved helhetsherding for komplekse geometrier

Selv om full-dybde-varmebehandling gir fordeler når det gjelder slitasjemotstand, stiller den betydelige krav til komponenter med komplekse former, tynne deler eller stramme toleranser. Den kraftige avkjølingen som kreves for å oppnå dyp herding skaper termiske gradienter som fører til indre spenninger, ofte med følger som deformering, sprøkkdannelse eller dimensjonelle endringer som overskrider akseptable grenser. Komponenter med skarpe hjørner, nøkkelrender eller plutselige tverrsnittsendringer konserterer disse spenningene, noe som øker risikoen for svikt under avkjølingsfasen. Etterfølgende retting eller bearbeiding legger til kostnader og kan innføre restspenninger som svekker utmattingsmotstanden og langtidsholdbarheten.

Tilstanden med gjennomharding reduserer også kjernens slagfasthet, noe som gjør komponentene sprø og utsatt for plutselig brudd under støtlast eller sjokkbetingelser. Denne sprøheten begrenser anvendelsen av varmebehandling for komponenter som utsettes for kombinerte lasttyper, der overflate-slitasjebestandighet må forenes med evne til å absorbere støt. Tannhjul, aksler og ledd som utsettes for sykliske bøyespenninger samtidig som de opplever slitasje ved overflatekontakt, er eksempler på situasjoner der gjennomharding kan gi utilstrekkelig bruddfasthet, selv om overflaten har overlegen hardhet. Videre avhenger effektiviteten av varmebehandling i stor grad av hardbarhet — en stålegenskap som bestemmes av legeringsammensetningen og som avgjør hvor dypt herdingen går inn i tykke tverrsnitt under avkjøling, noe som begrenser bruken av denne metoden for store komponenter uten kostbare legeringsoppgraderinger.

Overflateherdemetoder og deres fordeler for lokal slitasjebeskyttelse

Karburering og karbonitridering for herdede skikt

Overflatehærting omfatter flere teknologier som skaper en hard ytre skall samtidig som en duktil kjerne bevares, der karburering representerer den mest brukte termokjemiske diffusjonsprosessen. Under karburering utsettes komponenter av lavkarbonstål for en karbonrik atmosfære ved temperaturer mellom 880 °C og 950 °C, slik at karbonatomer diffunderer inn i overflatelagene og øker det lokale karboninnholdet til 0,80–1,20 %. Etterfølgende slukking transformerer denne karbonrikere skallet til hard martensitt, typisk med en overflatehårdhet på 58–64 HRC, mens den lavkarbonrike kjernen forblir tough og slitesterk. Skalltykkelse i området 0,5 mm til 2,5 mm kan kontrolleres nøyaktig gjennom prosesseringstid og temperatur, noe som gir ingeniører mulighet til å optimere balansen mellom hårdhet og toughhet for spesifikke anvendelser.

Carbonitridering innfører både karbon og nitrogen i overflaten, og foregår ved litt lavere temperaturer, ca. 840 °C–870 °C, og gir vanligvis grunnlag for tynnere skall, typisk mellom 0,1 mm og 0,75 mm dypt. Tilsetningen av nitrogen forbedrer herdbarheten i skalllaget, noe som tillater langsomme avkjølingshastigheter og dermed reduserer risikoen for deformasjon, samtidig som høy overflatehardhet oppnås. Denne prosessen er spesielt egnet for komponenter som krever slitasjemotstand med minimal endring i mål, for eksempel små tannhjul, skruer og presisjonsinstrumenter, der maskinbearbeiding etter varmebehandling må unngås. Kombinasjonen av hardt skall og tough kjerne gjør karburerte og carbonitriderte deler svært motstandsdyktige mot kontaktutmattelse, rullende kontaktslitasje og overflateinitierte sprekkdannelser, som ofte oppstår i kraftoverføringskomponenter.

Induksjons- og flammeherding for selektiv områdebehandling

Induksjonsharding bruker elektromagnetiske felt til å raskt varme opp spesifikke områder av komponenter i stål med middels karboninnhold til austenitiseringstemperatur, etterfulgt av umiddelbar slukking for å skape lokal martensittisk omforming. Denne prosessen gjør det mulig å selektivt hærde slitasje-kritiske soner, som lagerflater, kamprofiler eller tannhjulstenn, mens andre områder forblir uhærde for å bevare bearbeidbarhet eller kjernestyrke. Oppvarming skjer innen få sekunder til minutter, avhengig av kravene til hardhetshøyde, noe som gjør induksjonsharding svært produktiv for produksjon i middels til høy volum. Hardhetshøyden ligger typisk mellom 1,5 mm og 6 mm, og overflatehårdheten kan nå 50–60 HRC, avhengig av karboninnholdet i grunnmaterialet.

Flammeherding oppnår lignende resultater ved å bruke oksy-brennselsbrennere for å varme opp overflater på komponenter, noe som gir større fleksibilitet for store deler, uregelmessige former eller produksjon i små serier der dedikerte induksjonsspoleverktøy ikke er økonomisk praktisk. Begge metodene bevarer den opprinnelige mikrostrukturen i materialene i områder som ikke blir oppvarmet, og unngår dermed deformasjon og dimensjonelle endringer som er assosiert med fullstendige ovnbaserte oppvarmingssykler. Denne egenskapen viser seg spesielt verdifull for store aksler, kranhjul og gravermaskinskjøretøylenker, der kun bestemte slitasjeoverflater må herdes, mens massen av materialet må beholde sine opprinnelige egenskaper for å kunne bære strukturelle laster. Den raske oppvarmingen og den lokale omforminga minimerer total energiforbruk og reduserer prosesstiden sammenlignet med konvensjonelle ovnbaserte varmebehandling tilnærminger.

Nitridering for forbedrede overflateegenskaper uten dimensjonelle endringer

Nitridering skiller seg ut fra andre overflatehårdingsmetoder ved å danne harde nitridforbindelser gjennom diffusjon ved relativt lave temperaturer mellom 480 °C og 580 °C, godt under austenittomdanningsområdet. Denne subkritiske prosessen eliminerer faseomdannelser og tilknyttede volumendringer, noe som fører til neglisjerbar deformasjon, selv ved komplekse geometrier med stramme toleranser. Prosessen danner et ekstremt hardt forbindelseslag på overflaten, vanligvis 0,01–0,02 mm tykt med en hardhet på over 800 HV, støttet av en diffusjonszone som strekker seg 0,1–0,7 mm dypt, der oppløst nitrogen styrker matrisen ved fast løsning. Denne tolagsstrukturen gir eksepsjonell slitasjemotstand kombinert med forbedret utmattingsfestighet og korrosjonsmotstand.

Nitridert behov for legeringsstål som inneholder krom, molybden, aluminium eller vanadium, som danner stabile nitrid som forankrer den herdede laget. Prosessen varer fra 20 til 80 timer avhengig av ønsket skalltykkelse, noe som gjør den langsommere enn karburering eller induksjonsherding, men berettiget for presisjonskomponenter der dimensjonell stabilitet er avgjørende. Nitriderte overflater tåler klebende slitasje, galling og skrapping svært godt, noe som gjør prosessen ideell for hydrauliske stempelstenger, injeksjonsmoldingskruer, ekstrusjonsdies og våpenkomponenter der friksjonsreduksjon og slitasjebestandighet må forenes med nøyaktig dimensjonskontroll. Den lave prosesseringstemperaturen tillater også nitridering etter endelig maskinbearbeiding og slipes operasjoner, noe som eliminerer kostbare etterherdingsfinpåføringssteg.

Sammenlignende analyse av slitasjebestandighet under ulike bruksforhold

Miljøer med abrasiv slitasje og prosessvalg

Når komponenter kommer i kontakt med slibende partikler i gruvedrift, landbruk eller materialehåndtering, avhenger slitasjemotstanden i første rekke av overflatehårdheten og hårdhetsforskjellen mellom stålet og det slibende mediet. Helgdyp varmebehandling gir bedre ytelse når slitasje påvirker større områder eller når slitasjedypet kan overstige den typiske tykkelsen på en overflatehærdet lag. Komponenter som knusere, dyrkningspinner og spade tenner drar nytte av gjennomhærding som opprettholder hårdheten mens materialet gradvis slites bort. Den jevne hårdheten sikrer konstante slitasjerater og forutsigbar levetid uten den plutselige ytelsesnedgangen som oppstår når et grunt overflatehærdet lag slites gjennom.

Overflateharding viser seg å være mer egnet når slitasje forårsaket av gnaging koncentreres i bestemte kontaktsoner, mens andre områder opplever minimal nedbrytning. Transportruller, skråningsfôringer og veilederinner er eksempler på anvendelser der lokal slitasje oppstår på forutsigbare steder, noe som gjør overflateharding økonomisk attraktiv ved å påføre beskyttende lag kun der det er nødvendig. Den seige kjernen under den harde overflaten absorberer støtenergi fra fallende materialer eller plutselig påført belastning, og hindrer dermed sprø brudd som ville oppstå med fullhardede konstruksjoner. Ved alvorlig slitasje som involverer harde mineraler eller gjenvunne materialer kan en kombinasjon av varmebehandling av høykarbonlegerstål og overflatehardingsteknikker gi optimale resultater, selv om dette medfører økte material- og prosesserkostnader.

Kontaktutmattelse og rulle-slitasje-applikasjoner

Rullaggregater, gir og kamfølgere utsettes for Hertz’ske kontaktspenninger som genererer undersurface skjærspenninger i stand til å initiere utmattelsesrevner. Overflatehårdingsmetoder, spesielt karburering, skaper en optimal spenningsfordelingsprofil for disse anvendelsene ved å plassere maksimale trykkresidualspenninger like under overflaten der undersurface skjærspenningene når sitt maksimum. Hardhetsgradienten går fra 58–64 HRC på overflaten til 30–40 HRC i kjernen, noe som gir utmerket motstand mot overflateinitierte pitting og spalling, samtidig som tilstrekkelig kjernefasthet bevares for å bære kontaktlastene uten plastisk deformasjon.

Gjennom varmebehandling produserer jevn hardhet som tåler overflatekontaktspenning, men mangler den fordelaktige trykkspenningsfordelingen i overflaten som overflatehærding genererer. Tilstanden med gjennomhærding viser også lavere motstand mot utvikling av utmattelsesrevner under overflaten, fordi hele tverrsnittet beholder høy hardhet og redusert bruddtoughness. Sammenlignende tester viser at riktig karburerte gir og lager vanligvis oppnår 2–4 ganger lengre utmattelseslevetid enn tilsvarende gjennomhærdede komponenter under rullende kontaktforhold. Denne ytelsesfordelen skyldes arkitekturen med hard overflate og mykere kjerne, som stopper revneutvikling ved overgangssonen mellom de ulike hardhetsnivåene og dermed hindrer små overflatefeil i å utvikle seg til katastrofale svikter.

Hensyn til støt- og slaglast

Komponenter som utsettes for gjentatte slag, som hammermøllehammere, bergborekroner og jernbanesporkomponenter, krever eksepsjonell slagfasthet for å absorbere støtenergi uten å sprekke. Overflatehærtingsmetoder er svært effektive i disse kravfulle miljøene ved å kombinere en slitesterk overflate med en duktil kjerne som kan gjennomgå plastisk deformasjon og dermed dempe støtenergien. Kjerne-og-skall-strukturen tillater lokal flytning i kjernen, mens det harde skallet opprettholder geometrisk integritet og motstår materialeforflytning, noe som gir bedre motstand mot slagtretthet enn skjøre, gjennomhærdede strukturer.

Ved varmebehandling av stål med høyt karboninnhold oppnås komponenter som er utsatt for plutselig sprø brudd under støtbelastning, selv om de har utmerket slitasjemotstand under stabil drift. Den martensittiske mikrostrukturen gjennom tverrsnittet gir minimal kapasitet for plastisk deformasjon før brudd, og skade akkumuleres via mikrosprekker som til slutt sammensmeltes til katastrofalt brudd. Tempered martensitt forbedrer slagfastheten, men krever en kompromiss i form av redusert hardhet og slitasjemotstand, noe som representerer en grunnleggende avveining som kun varmebehandling alene ikke kan løse optimalt. Anvendelser som krever både ekstrem overflatehardhet og støtfasthet krever vanligvis overflateharding av legeringsstål med middels karboninnhold eller dobbelt varmebehandlingssekvenser som kombinerer innledende helhårding etterfulgt av overflate-gjenhårding.

Tekniske og økonomiske faktorer som påvirker prosessvalg

Krav til materielsammensetning og kostnadsimplikasjoner

Effekten av varmebehandling avhenger grunnleggende av karboninnholdet og legeringselementene i grunnmaterialet, der stål med middels karboninnhold (0,40–0,60 % karbon) representerer det optimale sammensetningsområdet for å oppnå praktisk hardhet samtidig som en rimelig tøyighet bevares etter gløding. Lavkarbonstål med mindre enn 0,25 % karbon er uegnet for helhardning, siden utilstrekkelig karbon begrenser den maksimale oppnåelige hardheten til uakseptable nivåer under 40 HRC. Omvendt gir høykarbonverktøystål med mer enn 0,80 % karbon eksepsjonell hardhet, men krever nøye kontroll av varmebehandlingen for å unngå overdreven sprøhet og økt krakkfølsomhet.

Overflatehærdeprosesser gir større materiell fleksibilitet, der karburering spesielt er utformet for lavkarbonstål med 0,10–0,25 % karboninnhold som ikke kan oppnå tilstrekkelig hardhet ved konvensjonell varmebehandling. Denne egenskapen gjør det mulig å designe komponenter ved hjelp av økonomiske renkarbonstål i stedet for dyre legeringsstål, noe som betydelig reduserer materialkostnadene for store deler eller produksjon i høy volum.

Komponentstørrelse, geometri og deformasjonskontroll

Større komponenter med tykke tverrsnitt stiller krav til gjennomhærding, fordi avkjølingsintensiteten må økes i samme forhold som størrelsen for å oppnå tilstrekkelige avkjølingshastigheter for martensitttransformasjon. Tykke deler kan kreve oljeavkjøling, polymeravkjølingsmidler eller til og med vannavkjøling for maksimal hærdbarhet, noe som betydelig øker risikoen for deformasjon og generering av indre spenninger. Overflatehærdingsmetoder unngår denne begrensningen ved å behandle kun de ytre lagene, slik at tykkere komponenter kan hærdes effektivt med minimal deformasjon, siden massen av materialet aldri gjennomgår faseendring.

Komplekse geometrier med tynne deler ved siden av tykkere deler opplever ulike oppvarmings- og avkjølingshastigheter under varmebehandling, noe som fører til spenningskonsentrasjoner og deformasjon. Nøkkelriller, spliner og boret hull virker som spenningsforsterkere der kvenskrakker ofte starter under den raske avkjølingsfasen. Overflatehærtingsteknikker minimerer disse risikoen ved å bruke lavere oppvarmingshastigheter, lavere prosesseringstemperaturer eller lokal oppvarming som unngår termisk sjokk for hele komponenten. Induksjonshærting kan selektivt behandle bare de områdene som krever slitasjemotstand, mens spenningskonsentrasjonsområder forblir uhærtede og seige. Denne evnen til selektiv behandling er ofte avgjørende for komponenter der retting eller ny bearbeiding etter hærting er forbudt på grunn av dimensjonstoleranser eller begrensninger i tilgjengelighet til bestemte funksjonsområder.

Produksjonsvolum og prosessøkonomi

Varmebehandling representerer en relativt enkel og økonomisk prosess for middels til høy produksjonsvolum, siden flere komponenter kan lastes samtidig i ovnen og dermed dele energikostnadene og behandlingstiden. Batch-behandling i tettede slukkovner eller kontinuerlige transportovner oppnår skalafordele som reduserer kostnaden per enhet når volumet øker. Utstyrsinvesteringen for grunnleggende varmebehandlingsoperasjoner forblir moderat sammenlignet med spesialiserte overflatehårdningsteknologier, noe som gjør gjennomhårdning tiltalende for allsidige industrielle komponenter uten ekstreme slitasjekrav.

Overflatehærdeprosesser varierer betydelig i økonomisk effektivitet avhengig av prosesstype og produksjonsvolum. Karburering krever lange ovnsykler på 8–24 timer, inkludert diffusjonstid, oppvarming og avkjøling, noe som gjør den økonomisk fornuftig kun ved batchbehandling av mange små deler eller når overlegen ytelse rettferdiggjør tidsinnsatsen. Induksjonshærding gir svært korte syklustider målt i sekunder eller minutter, og er ideell for høyvolumproduksjon av bil- og maskindeler der kostnadene for dediserte spoleverktøy deles over flere tusen deler. Flammehærding gir maksimal fleksibilitet for lavvolum-, storekomponent-scenarier uten verktøykostnader, men er avhengig av operatørens ferdigheter og prosesskontroll, noe som kan føre til variasjon. Beslutningsrammeverket må vurdere totale prosesskostnader, inkludert valg av materialekvalitet, energiforbruk, syklustid, korrigering av deformasjon og utvidelse av levetid, for å fastslå den mest kostnadseffektive fremgangsmåten for spesifikke anvendelser.

Ofte stilte spørsmål

Kan overflateharding oppnå samme slitasjemotstand som full varmebehandling?

Overflateharding oppnår vanligvis like god eller bedre overflatehårdhet enn gjennomvarmebehandling, og når ofte 58–64 HRC i skorpelaget sammenlignet med 52–60 HRC for tempererte gjennomhårdede deler. Slitasjemotstand avhenger imidlertid ikke bare av overflatehårdhet, men også av skorpedybde, belastningsforhold og de involverte slitasjemechanismene. For applikasjoner der slitasjedybden forblir innenfor tykkelsen på det hårdede skorpelaget, gir overflateharding like god eller bedre ytelse samtidig som den gir bedre slagfasthet takket være den seige kjernen. Hvis slitasjen går dypere enn skorpedybden, reduseres ytelsen ettersom det mykere kjerne materialet blir eksponert, mens gjennomhårdede deler beholder konsekvente egenskaper gjennom hele sin levetid.

Hvilken prosess fører til mindre dimensjonell deformasjon for presisjonskomponenter?

Nitridering gir minst deformasjon blant alle herdetingsprosesser fordi den foregår ved underkritiske temperaturer som unngår austenittomforming og tilknyttede volumendringer, og vanligvis fører til dimensjonelle variasjoner på under 0,05 mm, selv for komplekse geometrier. Karburering gir moderat deformasjon på grunn av full austenitisering og slukking, og krever vanligvis tillatelser på 0,1–0,3 mm for etterfølgende slipeoperasjoner. Helhetsvarmebehandling gir de mest betydelige dimensjonelle endringene og størst risiko for vridning, spesielt for komplekse former eller komponenter med varierende tverrsnitt, og krever ofte 0,3–0,8 mm bearbeidingsreserve samt retteoperasjoner etter herding for å oppnå endelige toleranser.

Hvordan velger jeg mellom varmebehandling og overflateherding for gearanvendelser?

Tannhjulapplikasjoner favoriserer overveiende overflateharding, spesielt karburering, fordi tannhjul utsettes for konsentrert kontaktspenning på tannflatene kombinert med bøyespenninger ved foten. Karburering skaper den optimale hardhetsgradienten med en overflatehardhet på 58–62 HRC for slitasje- og pittingmotstand, samtidig som den beholder en kjernehardhet på 30–40 HRC som gir bøyefatigstyrke og støttålelighet. Helhetsvarmebehandling ville føre til overdreven sprøhet ved tannfoten, der strekkbøyespenningene er konsentrert, noe som øker bruddrisikoen under støtlast. Unntakene er kun svært små tannhjul med diameter under 25 mm eller spesialapplikasjoner der full dybdehardhet spesifikt kreves på grunn av unike belastningsforhold.

Gir varmebehandling eller overflateharding bedre korrosjonsbestandighet i tillegg til slitasjebeskyttelse?

Verken konvensjonell varmebehandling eller de fleste overflatehærtingsprosessene forbedrer i seg selv korrosjonsbestandigheten, da begge danner martensittiske mikrostrukturer som fortsatt er utsatt for rustdannelse forårsaket av fuktighet. Nitridering forbedrer imidlertid unikt korrosjonsbestandigheten ved å danne et tynn jernnitridforbindelselag på overflaten, som virker som en diffusjonsbarriere mot korrosive medier samtidig som det gir høy hardhet. Denne dobbelte fordelen gjør nitridering til det foretrukne valget for komponenter som krever både slitasjebestandighet og korrosjonsbeskyttelse, for eksempel hydrauliske sylindre, pumpeakser og marint utstyr. Når svært god korrosjonsbestandighet er avgjørende, bør rustfritt stål spesifiseres med passende varmebehandling eller spesialisert overflatehærding tilpasset korrosjonsbestandige legeringer.