Jaké faktory ovlivňují pronikavost uhlíkové oceli?

Tvrdost uhlíkové oceli může být ovlivněna řadou různých faktorů, včetně kontaktu uhlíku, množství a typu dalších prvků ve slitině a specifických procesů použitých pro výrobu oceli. Ocel s nízkým obsahem uhlíku, která obsahuje mezi 0,05 a 0,25% uhlíku, je obvykle nejměkčí odrůdou, i když ji lze vytvrdit procesem známým jako karburizace. Ocel s extrémně vysokým obsahem uhlíku, která může sestávat až z 2% uhlíku, je obvykle nejtvrdším typem, i když konečná tvrdost každého produktu je také určena různými procesy tepelného zpracování. Procesy kalení mohou zvýšit tvrdost uhlíkové oceli asi čtyřikrát, i když následné temperování obvykle snižuje tvrdost.

Uhlíková ocel je slitina, která se skládá převážně ze železa a uhlíku. Ostatní prvky mohou být přítomny také, obvykle ve velmi malých množstvích. Existuje několik různých definic toho, co přesně tvoří uhlíkovou ocel, ačkoli prvky jako křemík a měď obvykle představují méně než 0,6% různých slitin. Některé slitiny uhlíkové oceli mohou také obsahovat až 1,6% prvků, jako je například mangan. Protože existuje řada různých slitin, které jsou všechny obecně označovány jako uhlíková ocel, má každý typ tendenci mít jinou tvrdost.

Primárním faktorem, který ovlivňuje tvrdost uhlíkové oceli, je množství uhlíku přítomného ve slitině. Oceli s nízkým obsahem uhlíku mají tendenci být nejměkčí, zatímco oceli s velmi vysokým obsahem uhlíku mohou být docela tvrdé a křehké. Je také možné změnit fyzikální vlastnosti uhlíkové oceli různým zpracováním, a to buď ke zvýšení nebo snížení tvrdosti.

Přestože ocel s nízkým obsahem uhlíku je relativně měkká, proces známý jako karburizace může způsobit, že bude těžší. Tento proces tepelného zpracování ve skutečnosti způsobuje, že slitina absorbuje další uhlík z pevných, kapalných a plynných zdrojů, jako je uhlí a oxid uhelnatý. Uhlík je typicky absorbován do povrchu kovu, což má za následek vytvrzenou vnější vrstvu a měkčí tvárné jádro.

Začátek uhlíkových ocelí s vysokým obsahem je velmi obtížný, ale procesy kalení je mohou ještě ztížit. Pokud je slitina uhlíkové oceli příliš tvrdá, bude obvykle také velmi křehká. Některé výjimečně tvrdé slitiny jsou ve skutečnosti podrobeny procesům kalení a popouštění, které mohou snížit tvrdost uhlíkové oceli a zvýšit tažnost. Jiné procesy, jako je žíhání, mohou také účinně zvýšit tažnost a snížit celkovou tvrdost uhlíkové oceli.