Även känd som töjningshärdning, arbetshärdning är en process som gör det möjligt att öka hållfastheten hos en metallkomponent med hjälp av så kallad plastisk deformation. Vissa metaller och metallegeringar, såsom aluminium eller koppar, förstärks mest effektivt med denna speciella metod. Den väsentliga processen involverar skapandet av specifika dislokationsrörelser i själva metallens struktur som resulterar i att alla egenskaper hos metallen bibehålls samtidigt som materialet förses med ytterligare förstärkning.
Det finns flera olika bearbetningar som kan användas för att åstadkomma arbetshärdning. I vissa fall innebär processen användning av värme. Detta gäller särskilt i situationer när det finns en önskan att omforma metallen samtidigt som den ökar styrkan hos den färdiga produkten. Vid andra tillfällen kan metallen genomgå plastisk deformation med hjälp av kyla snarare än värme. I detta scenario reduceras temperaturen på metallen till en nivå att kristallisation i metallen inträffar, vilket gör det möjligt att böja, klämma, dra eller klippa metallen för att skapa den önskade formen och styrkan.
Medan processen med arbetshärdning pågår är metallen ofta något formbar, vilket gör det lättare att bearbeta materialet till vilken form som helst. Till exempel kommer koppar som genomgår processen att vara något formbar med antingen värme eller kyla för att producera effekten. Under denna period är det en enkel process att sträcka, böja eller till och med hamra kopparn till vilken form som helst. När härdningsprocessen är klar är kopparn mycket hållbar och har förmågan att behålla sin form på lång sikt.
En av fördelarna med arbetshärdning är att processen kan bidra till att minska risken för sprickbildning längs ytan av den förstärkta metallen eller metallegeringen. Genom att använda processen är det möjligt att använda metaller för att skapa enheter som är designade för att motstå en viss mängd belastning under en viss tidsperiod. Eftersom arbetshärdning inte är en process som går att vända, är hållfastheten lätt att mäta, vilket gör det möjligt att välja rätt metall eller legering för tillverkningen av produkten.
Fördelarna med arbetshärdning inkluderar också förmågan att kontrollera föroreningshastigheten i själva metallen. Detta i sin tur hjälper till att stärka metallen, eftersom förekomsten av föroreningar som kan försvaga metallen vid olika punkter hålls till ett minimum. Resultatet är en enhetlig styrka som hjälper till att säkerställa den färdiga produktens livslängd, förutsatt att produkten utsätts för användning som överensstämmer med de standarder som ställts upp av tillverkaren.
Det finns även vissa nackdelar med arbetshärdning som gör det till en process att undvika i vissa situationer. Metallen blir något mindre seg efter behandlingen, vilket gör den olämplig för tillverkning av vissa typer av produkter. Dessutom krävs en hel del kraft som en del av processen, oavsett om värme eller kyla används. Metallens riktningsegenskaper kan också påverkas negativt, en annan faktor som kan göra metallen oanvändbar för vissa ändamål. Av denna anledning kan arbetshärdning vara önskvärd, baserat på arten av de produkter som kommer att tillverkas av metallen, eller vara helt oönskad som en händelse som oavsiktligt inträffar under en tillverkningsprocess.