Austempering är en form av värmebehandling som används på järnhaltiga metaller, såsom järn och stål, för att förbättra metallens mekaniska egenskaper. Metallen upphettas tills den når ett austenitiskt tillstånd och kyls sedan snabbt, eller släcks, men hålls vid en temperatur som är tillräckligt hög för att förhindra bildning av martensit under en längre period. Aushärdade metaller har förbättrad styrka, seghet och motståndskraft mot förvrängning, slitage och väteförsprödning och används ofta i maskindelar.
I den första delen av austemperingsprocessen värms metallen upp till en temperatur på mellan 1,350 732 ° F (cirka 2,462 ° C) och 1,394 459 ° F (ca 750 232 ° C). Detta gör att den genomgår en fasövergång som förändrar den kristallina strukturen där järnatomerna är ordnade och förvandlar den till austenit. Austeniten släcks sedan, vanligtvis i ett bad av smält nitratsalt, och kyls till en temperatur på mellan 399°F och XNUMX°F (cirka XNUMX°C och XNUMX°C). Den hålls sedan vid den temperaturen under en tidsperiod som sträcker sig från flera minuter till flera timmar. Den tid metallen hålls i saltbadet och de exakta temperaturerna som används i båda faserna varierar beroende på sammansättningen av järnmetallen och de mekaniska egenskaper som önskas i slutprodukten.
Austempereringsprocessen skiljer sig från konventionell värmebehandling, som snabbt släcker austeniten i vatten eller olja, vanligtvis till rumstemperatur. Detta producerar en form av stål som kallas martensit. Martensit är ganska hårt men mycket sprött och kräver ytterligare värmebehandling, en process som kallas härdning, för att bli tillräckligt seg för att kunna användas.
Generellt beror resultatet av austempering på vilket material som används. Aushärdat stål blir en form av stål som kallas bainit, som är mer seg än martensit och inte kräver ytterligare härdning. Det är också starkare, segare och mer motståndskraftigt mot slitage för en given hårdhet än martensitiska stål. Aushärdat segjärn resulterar i en struktur som kallas ausferrit, som har större hållfasthet i förhållande till sin duktilitet än produkterna från standardvärmebehandling.
Austemperingsprocessen patenterades av EC Bain och ES Davenport 1933. Den producerade högkvalitativt stål, men processen var ursprungligen ganska dyr och inte kostnadseffektiv för de flesta användningsområden. Detta begränsade dess användning till tillverkning av högpresterande delar som krävde extrem seghet och motståndskraft mot distorsion, såsom pistolkomponenter. Det var inte förrän på 1960-talet, när tekniska framsteg inom stålbearbetning kraftigt reducerade produktionskostnaderna, som austempering blev ett ekonomiskt lönsamt sätt att producera stål för storskalig kommersiell användning.