Plasmauppkolning

Plasmauppkolning utförs genom att godset laddas i en vakuumugn där det värms upp och hålls under lågt tryck i en temperatur inom austenitområdet. Godsets kolhalt ökar, materialet kyls ned med ett högt gastryck i ugnens atmosfär.

Plasmauppkolning utförs i lågt tryck i en ugn som värmer upp godset till en temperatur inom austenitområdet, atmosfären kan t.ex. bestå av följande gaser argon, metan, väte. En elektrisk spänning läggs på mellan godset (katod) och ugnen (anod), gasen blir laddad av spänningen. De laddade atomerna får en hög rörelseenergi då spänningen läggs på, atomerna träffar godset med hög fart vilket leder till en ökning av kol i stålets yta.

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. Normalt utförs en anlöpning efter sätthärdning.

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.