Konsten att härda stål har varit känd sen lång tid tillbaka. Den primära anledningen till härdning är att göra ytan hård och mera slitstark vilket har varit en stor drivkraft för metodutvecklingen. När stål hettas upp sker en kemisk reaktion där järn- och kolatomerna vid en viss temperatur bildar en ny molekylstruktur som kallas austenit. Får stålet svalna långsamt återtar det sin ursprungliga struktur; ferrit. Men om man istället kyler ner det snabbt så hinner inte järnet och kolet återbilda sig och stålet får stukturen martensit.
Rätt egenskaper genom härdning
När du härdar stål så ökar du hårdheten, hållfastheten, segheten eller hållbarheten i stålet för att anpassa det till dess slutliga användningsområde. Att välja rätt metod när du ska härda ditt stål varierar beroende på om det är konstruktionsstål, seghärdningsstål, sätthärdningsstål, kullagerstål, automatstål, rostfria stål, verktygsstål eller snabbstål. Dessa olika stålsorter består av olika legeringselement och deras sammansättning – vilket påverkar härdningen. Kol är det vanligaste elementet och viktigast för hårdheten vid härdning.
Själva härdningen av materialet sker vid kylning i processen, i vatten, olja eller gas och materialets egenskaper påverkas av hur snabbt kylningen sker. Vanligtvis sjunker stålets hårdhet ju långsammare kylningen är. För maximal hårdhet vid härdning, släcks materialet snabbt, sk forcerad kylning. Härdning med luftsvalning kontra vattenkylning kan således ge materialet olika egenskaper, även om stålet har samma kemiska sammansättning.
Anlöpning viktigt när du härdar stål
När stålet är härdat är det hårt och sprött. För att undvika att stålet spricker behöver man få bort den spänning som finns i det härdade stålet. Detta gör man genom anlöpning.