Węgloutwardzanie to proces, który znacząco zwiększa twardość powierzchni stali węglowej lub stali niskostopowej. Polega on na nasyceniu powierzchni materiału atomami węgla, co prowadzi do utworzenia twardej warstwy węglików. W wyniku tego procesu wzrasta twardość, co jest istotne w kontekście zastosowań w przemyśle, gdzie elementy takie jak czopy wału narażone są na dużą ścieralność i obciążenia mechaniczne. Typowe zastosowanie węgloutwardzania obejmuje części maszyn, takie jak wały, zębatki czy łożyska, które wymagają wysokiej odporności na zużycie. Proces ten często jest realizowany w piecach do węglowania, gdzie elementy są podgrzewane w atmosferze bogatej w węgiel. Dzięki temu, proces ten jest zgodny z normami i najlepszymi praktykami w inżynierii materiałowej, co czyni go preferowanym wyborem dla wielu aplikacji przemysłowych.
Oksydowanie to proces, który polega na utlenianiu metali i wykorzystywany jest głównie do ochrony przed korozją lub poprawy estetyki powierzchni. Choć może zwiększać odporność na czynniki atmosferyczne, nie wpływa znacząco na twardość materiału. Dlatego nie jest skuteczną metodą w przypadku czopów wału, które muszą wytrzymywać wysokie obciążenia dynamiczne. Miedziowanie to proces, w którym na powierzchni metalu tworzy się warstwa miedzi, co ma na celu poprawę przewodnictwa elektrycznego lub korozji, jednak również nie zwiększa twardości metalu. Z kolei żelazowanie polega na nasyceniu stali żelazem, co raczej wpływa na poprawę właściwości mechanicznych w niższych temperaturach, ale nie generuje twardości, jaką uzyskuje się w wyniku węgloutwardzania. Wybór niewłaściwych metod może prowadzić do osłabienia elementów maszyn i zwiększenia ryzyka awarii, co jest często spowodowane brakiem zrozumienia właściwych procesów utwardzania stali. Wiedza na temat różnych metod obróbki powierzchniowej jest kluczowa dla inżynierów, aby podejmować właściwe decyzje w projektowaniu trwałych i niezawodnych komponentów.