Een van de recente opmerkelijke ontwikkelingen op het gebied van warmtebehandeling is de toepassing van: inductieverwarming tot plaatselijke verharding van het oppervlak. De vorderingen die afhankelijk zijn gemaakt van de toepassing van hoogfrequente stroom zijn ronduit fenomenaal. Relatief kort geleden begonnen als een lang gezochte methode voor het uitharden van lageroppervlakken op krukassen (er zijn er enkele miljoenen in gebruik die alle onderhoudsrecords hebben gevestigd), vindt deze zeer selectieve methode voor het verharden van het oppervlak tegenwoordig verharde gebieden op een groot aantal onderdelen. Maar ondanks de huidige brede toepassingsmogelijkheden, bevindt inductieharden zich nog in de kinderschoenen. Het waarschijnlijke gebruik ervan voor de warmtebehandeling en harding van metalen, verwarming voor smeden of solderen, of solderen van soortgelijke en ongelijke metalen, is onvoorspelbaar.
Inductieharden resulteert in de productie van lokaal geharde stalen objecten met de gewenste diepte en hardheid, essentiële metallurgische structuur van kern, demarcatiezone en geharde behuizing, met een praktisch gebrek aan vervorming en geen schaalvorming. Het maakt het ontwerp van apparatuur mogelijk dat mechanisatie van de hele operatie rechtvaardigt om aan de eisen van de productielijn te voldoen. Tijdcycli van slechts enkele seconden worden gehandhaafd door automatische regeling van het vermogen en fracties van een seconde verwarmings- en afschrikintervallen die onmisbaar zijn voor het creëren van facsimile-resultaten van veeleisende speciale fixaties. Inductiehardende apparatuur stelt de gebruiker in staat om alleen het vereiste deel van de meeste stalen voorwerpen aan het oppervlak te harden en zo de oorspronkelijke taaiheid en sterkte te behouden; om voorwerpen met een ingewikkeld ontwerp die op geen enkele andere manier kunnen worden behandeld, te harden; het elimineren van gebruikelijke dure voorbehandelingen zoals koperplateren en carbureren, en dure daaropvolgende richt- en reinigingsbewerkingen; om de materiaalkosten te verlagen door een brede selectie van staalsoorten waaruit u kunt kiezen; en om een volledig bewerkt item uit te harden zonder de noodzaak van enige nabewerking.
Voor de toevallige waarnemer lijkt het erop dat inductieharding mogelijk is als gevolg van een energietransformatie die plaatsvindt in een inductief gebied van koper. Het koper voert een elektrische stroom met een hoge frequentie en binnen een interval van enkele seconden wordt het oppervlak van een stuk staal dat in dit gebied van energie is geplaatst, verwarmd tot zijn kritieke bereik en afgekoeld tot een optimale hardheid. Voor de fabrikant van apparatuur voor deze hardingsmethode betekent dit de toepassing van de verschijnselen hysterese, wervelstromen en skin-effect op de effectieve productie van gelokaliseerde oppervlakteverharding.
De verwarming wordt bewerkstelligd door gebruik te maken van hoogfrequente stromen. Specifiek gekozen frequenties van 2,000 tot 10,000 cycli en meer dan 100 cycli worden op dit moment op grote schaal gebruikt. Een stroom van deze aard die door een inductor vloeit, produceert een hoogfrequent magnetisch veld in het gebied van de inductor. Wanneer een magnetisch materiaal zoals staal in dit veld wordt geplaatst, vindt er een dissipatie van energie in het staal plaats die warmte produceert. De moleculen in het staal proberen zich uit te lijnen met de polariteit van dit veld, en met deze verandering duizenden keren per seconde, wordt een enorme hoeveelheid interne moleculaire wrijving ontwikkeld als gevolg van de natuurlijke neiging van het staal om veranderingen te weerstaan. Op deze manier wordt de elektrische energie door middel van wrijving omgezet in warmte.
Omdat echter een ander inherent kenmerk van hoogfrequente stroom is om zich op het oppervlak van zijn geleider te concentreren, worden alleen de oppervlaktelagen verwarmd. Deze neiging, "skin-effect" genoemd, is een functie van de frequentie en, als andere zaken gelijk blijven, zijn hogere frequenties effectief op kleinere diepten. De wrijvingswerking die de warmte produceert, wordt hysterese genoemd en is duidelijk afhankelijk van de magnetische eigenschappen van het staal. Dus wanneer de temperatuur het kritieke punt heeft gepasseerd waarop het staal niet-magnetisch wordt, houdt alle hysteretische verwarming op.
Er is een extra warmtebron door wervelstromen die in het staal vloeien als gevolg van de snel veranderende flux in het veld. Omdat de weerstand van het staal toeneemt met de temperatuur, neemt de intensiteit van deze actie af naarmate het staal wordt verwarmd, en is het slechts een fractie van de "koude" oorspronkelijke waarde wanneer de juiste afschriktemperatuur wordt bereikt.
Wanneer de temperatuur van een inductief verwarmde stalen staaf het kritieke punt bereikt, gaat de verwarming door wervelstromen met een sterk verminderde snelheid door. Omdat de hele actie in de oppervlaktelagen plaatsvindt, wordt alleen dat deel beïnvloed. De oorspronkelijke kerneigenschappen blijven behouden, waarbij de oppervlakteharding wordt bereikt door afschrikken wanneer een volledige carbideoplossing in de oppervlaktegebieden is bereikt. Voortdurende toepassing van kracht veroorzaakt een toename van de diepte van de hardheid, want naarmate elke laag staal op temperatuur wordt gebracht, verschuift de stroomdichtheid naar de laag waaronder een lagere weerstand biedt. Het is duidelijk dat de keuze van de juiste frequentie en de regeling van het vermogen en de verwarmingstijd het mogelijk maken om aan alle gewenste specificaties van oppervlakteverharding te voldoen.
Metallurgie van Inductieverwarming
Het ongebruikelijke gedrag van staal bij inductieve verhitting en de verkregen resultaten verdienen een bespreking van de betrokken metallurgie. Carbide-oplossingssnelheden van minder dan een seconde, hogere hardheid dan die geproduceerd door ovenbehandeling en een nodulair type martensiet zijn aandachtspunten
die de metallurgie van inductieharden classificeren als "anders". Verder treden ontkoling van het oppervlak en korrelgroei niet op vanwege de korte verwarmingscyclus.
Inductieverwarming produceert een hardheid die tot 80 procent van de diepte behouden blijft, en vanaf daar een geleidelijke afname via een overgangszone naar de oorspronkelijke hardheid van het staal zoals gevonden in de kern die niet is aangetast. De hechting is dus ideaal en elimineert elke kans op spatten of controleren.
Volledige carbide-oplossing en homogeniteit, zoals blijkt uit maximale hardheid, kan worden bereikt met een totale verwarmingstijd van 0.6 seconde. Van deze tijd is slechts 0.2 tot 0.3 seconde eigenlijk boven de onderste kritische. Het is interessant op te merken dat inductiehardende apparatuur dagelijks wordt gebruikt op productiebasis met een volledige carbide-oplossing, als gevolg van een verwarmings- en afschrikcyclus waarvan de totale tijd minder dan 0.2 seconde is.
Het fijne nodulaire en meer homogene martensiet dat het resultaat is van de inductieharding is gemakkelijker zichtbaar bij koolstofstaal dan bij gelegeerd staal vanwege het nodulaire uiterlijk van de meeste gelegeerde martensieten. Deze fijne structuur moet voor zijn oorsprong een austeniet hebben dat het resultaat is van een grondigere carbidediffusie dan wordt verkregen bij thermische verwarming. Vrijwel onmiddellijke ontwikkeling van kritische temperaturen door de gehele microstructuur van het alfa-ijzer en ijzercarbide is bijzonder bevorderlijk voor een snelle carbide-oplossing en een verdeling van bestanddelen die als onvermijdelijk product een door en door homogene austeniet heeft. Verder zal de omzetting van deze structuur in martensiet een martensiet produceren met vergelijkbare kenmerken en een overeenkomstige weerstand tegen slijtage of penetrerende instrumenten. 
hoge snelheid verwarming door inductie