หลักการทางวิทยาศาสตร์และการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ของกระบวนการชุบแข็ง: ประสิทธิภาพที่ก้าวกระโดดจากเครื่องมือตัดไปจนถึงตัวยึด

เหล็กโดยพื้นฐานแล้วเป็นโลหะผสมของเหล็กและคาร์บอน เมื่อเหล็กถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิวิกฤติ (โดยปกติจะสูงกว่า 727 องศา ซึ่งเป็นอุณหภูมิออสเทนไนซ์) โครงสร้างผลึกของเหล็กจะเปลี่ยนจากตัวเรือน-ลูกบาศก์ที่อยู่ตรงกลาง (BCC) เป็นหน้า-ลูกบาศก์ที่อยู่ตรงกลาง (FCC) อะตอมของคาร์บอนถูกละลายอย่างสม่ำเสมอในช่องว่างระหว่างหน้าของโครงตาข่ายคริสตัล ทำให้เกิดออสเทนไนต์ที่อ่อนนุ่มและเหนียวสูง

กุญแจสำคัญในการดับอยู่ที่การทำความเย็นอย่างรวดเร็ว (โดยปกติจะใช้น้ำ น้ำมัน สารละลายโพลีเมอร์ หรือก๊าซ) กระบวนการนี้ป้องกันการแพร่กระจายและการตกตะกอนของอะตอมคาร์บอน บังคับให้โครงผลึกต้องรับแรงเฉือน-เหมือนการสร้างใหม่ในระหว่างการทำความเย็น ทำให้เกิดโครงสร้างมาร์เทนไซต์-ที่มีศูนย์กลางเป็นเตตระโกนัล (BCT) -ที่มีความอิ่มตัวสูง ตาข่ายมาร์เทนซิติกมีการบิดเบี้ยวอย่างรุนแรงเนื่องจากการ "วางตำแหน่ง" ของอะตอมคาร์บอน ทำให้เกิดความเครียดภายในมหาศาล ส่งผลให้มีความแข็งของวัสดุเพิ่มขึ้นอย่างมาก ตัวอย่างเช่น ความแข็งของเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ-ธรรมดาสามารถเพิ่มขึ้นจาก HB 120 เป็นมากกว่า HRC 50 หลังจากการชุบแข็ง

อย่างไรก็ตาม แม้ว่ามาร์เทนไซต์จะแข็ง แต่ก็เปราะเหมือนสปริงที่ตึง ดังนั้น หลังจากการดับแล้ว การแบ่งเบาบรรเทา (การให้ความร้อนและการคงสภาพที่อุณหภูมิต่ำ-) มักจะจำเป็นเพื่อคลายความเครียดภายในบางส่วนและตกตะกอนคาร์ไบด์ละเอียด เพื่อที่จะคืนระดับความเหนียวกลับคืนมาในขณะที่ยังคงรักษาความแข็งสูงไว้ และบรรลุความสมดุลระหว่างความแข็งและความยืดหยุ่น

ในด้านตัวยึดสเตนเลสสตีล แม้ว่าสเตนเลสออสเทนนิติก (เช่น 304 และ 316) จะได้รับความนิยมอย่างกว้างขวางเนื่องจากมีคุณสมบัติไม่-เป็นแม่เหล็กและทนต่อการกัดกร่อน- แต่มีความแข็งแรงค่อนข้างต่ำ (ความต้านทานแรงดึงประมาณ 520 MPa) สำหรับการใช้งานที่ต้องการความแข็งแรงสูงกว่า สเตนเลสมาร์เทนซิติก (เช่น 410 และ 420) เป็นตัวเลือกที่ต้องการ-วัสดุเหล่านี้สามารถให้ความสมดุลระหว่างความแข็งแรงสูงและความต้านทานการกัดกร่อนปานกลางผ่านการชุบแข็งและการอบคืนตัว

การใช้งานทั่วไปได้แก่:

สกรูตัวหนอนสแตนเลส: ใช้สำหรับการยึดตามแนวแกนในเครื่องจักรที่มีความแม่นยำ ซึ่งต้องการความแข็งผิวสูงเพื่อต้านทานการปอก

สกรูเจาะตัวเองสแตนเลส-: ปลายสว่านดับลงเพื่อให้การเจาะแผ่นโลหะมีประสิทธิภาพ

สกรูยึดสเตนเลสสตีล: เพื่อให้ทนทานต่อแรงเฉือนสูง การชุบแข็งจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงของแกน

สกรูหัวหกเหลี่ยมสแตนเลส: ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น ด้านหน้าของอาคารและการต่อเรือ รุ่นที่มีความแข็งแรงสูง-อาศัยการอบชุบเพื่อให้มั่นใจในการเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้

เป็นที่น่าสังเกตว่าตัวยึดสแตนเลสบางชนิดไม่เหมาะสำหรับการดับ สแตนเลสออสเทนนิติก (เช่นสกรู SS ทั่วไปและสกรูหัวกระทะสแตนเลส) ไม่สามารถเสริมกำลังได้ด้วยการบำบัดความร้อน การปรับปรุงความแข็งแรงส่วนใหญ่อาศัยการชุบแข็งงานเย็น อย่างไรก็ตาม หากแทปคอนสแตนเลสทำจากวัสดุมาร์เทนซิติก จะต้องผ่านการชุบแข็งและการอบคืนตัวเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านแรงดึงและแรงเฉือน