Viktige varmebehandlingsprosesser for stål, som herding, anløpning og gløding, har vært kjente, empiriske teknologier i flere tusen år. Innsikt i og forståelse av de underliggende, kompliserte mekanismene som frembringer de tilsiktede forandringer i stålets struktur og egenskaper, hadde imidlertid en lang vei å gå. Mye av dette kommer av at man ikke hadde tilgang på egnet måleutstyr som kunne vise hvilke strukturendringer som foregikk under varmebehandlinger av legeringer av ulike slag. Først når man fikk mikroskop som førte til at man kunne se strukturendringer på preparerte prøver etter varmebehandlingsprosesser hvor man kunne måle temperatur, fikk man et mer solid grunnlag for bygging av teorier.
Relevante undersøkelser kom først for alvor i gang i siste del av den industrielle revolusjon, da arbeider av H .C. Sorby, A. Martens, F. Osmond, W.C. Roberts-Austen og andre markerte oppbyggingen av den nye vitenskapen om metallografi og fysikalsk metallurgi.
Jernets allotropi, som danner det teoretiske grunnlaget for de fleste varmebehandlingsprosesser i stål, ble først endelig utredet og akseptert på begynnelsen av 1900-tallet, da røntgendiffraksjon ble tilgjengelig som et revolusjonerende, fysikalsk verktøy. Et arbeid av E. S. Davenport og E. C. Bain i 1930, om isoterm omvandling av stål, representerer et viktig utviklingsskritt i kunnskap om og forståelse av de forskjellige strukturene som fremkommer når austenitten i stål omdannes, avhengig av temperaturen.
I 1906 fant den tyske ingeniøren Alfred Wilm ved en tilfeldighet ut at styrken kunne økes i en legering av aluminium, 4 prosent kobber og 0,5 prosent magnesium etter først en varmebehandling ved 520 °C, og deretter rask avkjøling etterfulgt av lagring ved romtemperatur. Dette er noe som senere er betegnet som utfellingsherding, og det ble først forklart i 1919 av P.D. Merica, R.G. Waltenberg og H. Scott. I løpet av kort tid ble det avdekket at den samme type varmebehandling var virksom for andre aluminiumlegeringer, stål og andre legeringer. Den fullstendige forklaringen på hvorfor og hvordan varmebehandlingen forandrer metallstrukturen, måtte imidlertid vente til årene etter 1950, da strukturene etter varmebehandlingene kunne studeres i elektronmikroskop.
Studier av deformasjon av metaller av J.A. Ewing og W. Rosenhain i 1899 viste relasjoner mellom krystallstruktur og sliplinjer på overflaten. I 1934 ble den teoretiske mekanismen for plastisk deformasjon forklart av G.I. Taylor, E. Orowan og M. Polanyi, som bevegelse av dislokasjoner på utvalgte krystallplan. Senere har utvikling av nye røntgenmetoder og elektronoptiske metoder vist hvordan dislokasjoner er virksomme ved plastisk deformasjon og hvordan hindringer av dislokasjoners bevegelser fører til styrkeøkning etter varmebehandlinger som for eksempel gir utfellingsherding og herding etter allotrope omvandlinger.
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.