Kolsterisieren gehört zu den sogenannten Oberflächenhärteverfahren. Es ist maß-, farb- und formfest und dient zum Härten von austenitischen, rostfreien Edelstählen. Unter atmosphärischen Bedingungen verfügen diese Stähle über eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegenüber Wasser und diversen Chemikalien. Im Gegensatz dazu sind Verschleißfestigkeit und Härte sehr gering. Aus diesem Grund sind die Eigenschaften dieser Stähle für viele Anwendungen unzureichend.
Mit herkömmlichen Wärmebehandlungsverfahren können diese Stähle nicht gehärtet werden. Zum Beispiel verbessert Aufkohlen und Gasnitrieren zwar das Verschleißverhalten, gleichzeitig vermindern sie jedoch Korrosionsbeständigkeit, da sich Chromcarbid beziehungsweise Chromnitrid bildet.
Härten von Edelstahl durch Kolsterisieren
Eine Möglichkeit des Härtens von rostfreien, austenitischen Edelstählen, ohne dabei die Korrosionsbeständigkeit zu beeinflussen, ist das Verfahren des Kolsterisierens. Dabei erfolgt die Härtung der Stähle durch ein Diffusionsverfahren bei Temperaturen, die unter 300 °C liegen. Dabei diffundieren große Mengen Kohlenstoff in das Material ein. Da der Kohlenstoff auf sogenannte Zwischengitterplätze eingelagert wird, kann er keine Carbide ausbilden. Die großen Mengen an eindiffundiertem Kohlenstoff haben Druckspannungen in der Oberfläche zur Folge. Diese bewirken eine sehr hohe Oberflächenhärte.
Der mit diesem Verfahren erreichbare Härtewert ist allerdings abhängig von der Zusammensetzung der Legierung. Er kann zwischen 1000 und 1800 HV (Vickershärte) betragen.