Gasuppkolning

Gasuppkolning utförs genom att godset laddas i en ugn med en kolrik atmosfär, där värms det upp till en temperatur inom stålets austenitområde. [A] Stålet hålls i temperaturen en tid, hålltidens längd och atmosfärens kolhalt avgör stålets härddjup och därmed hårdhet. [B]. Godset snabbkyls i exempelvis vatten eller olja, martensitisk struktur erhålls i stålets yta. [C].

Stål har högre löslighet för kol i temperaturer ovan 727°C, förklaringen är att en strukturomvandling då sker från BCC till FCC även kallat ferritisk och austenitisk struktur. Kolet i den kolrika atmosfären löser sig i austenitstrukturen under hålltiden. När godset snabbkyls uteblir diffusionsprocessen av kol från stålets yta. En martensitisk struktur kan då bildas om kylningen sker tillräckligt fort.

Efter att härdningsprocessen är klar är det vanligt att stålet värmebehandlas en gång till, denna gången i en avsevärt lägre temperatur, värmebehandlingen som ofta hänger ihop med härdning kallas för anlöpning.

Sätthärdat stål har en martensitisk struktur i ytan och en ferritisk struktur i centrum. Den martensitiska strukturen ger stålet hög hårdhet och ett mycket bra motstånd mot nötning. Samtidigt ger den ferritska kärnan en hög seghet och goda hållfasthetsegenskaper i stålet.