炭素鋼の硬度に影響する要因は何ですか？

炭素鋼の硬度は、炭素との接触、合金中の他の元素の量と種類、鋼の作成に使用される特定のプロセスなど、さまざまな要因の影響を受ける可能性があります。 0.05から0.25％の炭素を含む低炭素鋼は通常、最も柔らかい品種ですが、浸炭と呼ばれるプロセスで硬化させることができます。 各製品の最終硬度もさまざまな熱処理プロセスによって決定されますが、最大2％の炭素で構成できる超高炭素鋼は、通常、最も硬いタイプです。 焼入れプロセスは炭素鋼の硬度を約4倍に高めることができますが、その後の焼戻しは通常硬度を下げます。

炭素鋼は、主に鉄と炭素で構成される合金です。 他の要素も同様に存在する場合があり、通常は非常に少量です。 炭素鋼を正確に構成するものにはいくつかの異なる定義がありますが、シリコンや銅などの元素は通常、さまざまな合金の0.6％未満を占めています。 炭素鋼合金の中には、マンガンなどの元素を最大1.6％含むものもあります。 すべてが一般に炭素鋼と呼ばれる多くの異なる合金があるため、各タイプは異なる硬度を持つ傾向があります。

炭素鋼の硬度に影響を与える主な要因は、合金に含まれる炭素の量です。 低炭素鋼は最も軟らかい傾向がありますが、超高炭素鋼は非常に硬くて脆い場合があります。 また、硬度を増加または減少させるために、さまざまな処理によって炭素鋼の物理的特性を変更することもできます。

低炭素鋼は比較的柔らかいにもかかわらず、浸炭として知られるプロセスにより、より硬くなることがあります。 この熱処理プロセスにより、実際に合金は、木炭や一酸化炭素などの固体、液体、気体のソースから追​​加の炭素を吸収します。 炭素は通常、金属の表面にのみ吸収されるため、表面が硬化した外層と、より柔らかく、延性のあるコアになります。

高含有量の炭素鋼は、最初は非常に難しい傾向がありますが、焼入れプロセスによりさらに硬くなる可能性があります。 ただし、炭素鋼合金が硬すぎると、通常は非常に脆くなります。 いくつかの非常に硬い合金は、実際に焼入れおよび焼き戻しプロセスにかけられ、炭素鋼の硬度を低下させ、延性を高めることができます。 アニーリングなどの他のプロセスも、延性を効果的に向上させ、炭素鋼の全体的な硬度を低下させる可能性があります。