Hvilke faktorer påvirker hardheten i karbonstål?

Hardheten i karbonstål kan påvirkes av en rekke forskjellige faktorer, inkludert karbonkontakt, mengden og typen andre elementer i legeringen, og de spesifikke prosessene som brukes til å lage stål. Lavt karbonstål, som inneholder mellom 0,05 og 0,25% karbon, er typisk den mykeste sorten, selv om det kan herdet gjennom en prosess kjent som forgassering. Ultrahøy karbonstål, som kan bestå av opptil 2% karbon, er typisk den vanskeligste typen, selv om den endelige hardheten til hvert produkt også bestemmes av forskjellige varmebehandlingsprosesser. Slukkingsprosesser kan øke hardheten i karbonstål med en faktor på omtrent fire, selv om påfølgende temperering typisk senker hardheten.

Karbonstål er en legering som hovedsakelig består av jern og karbon. Andre elementer kan også være til stede, vanligvis i veldig små mengder. Det er noen få forskjellige definisjoner av hva som nøyaktig utgjør karbonstål, selv om elementer som silisium og kobbertypically utgjør mindre enn 0,6% av forskjellige legeringer. Noen karbonstållegeringer kan også ha opptil 1,6% av elementene som mangan. Siden det er en rekke forskjellige legeringer som alle ofte blir referert til som karbonstål, har hver type en tendens til å ha en annen hardhet.

Den primære faktoren som påvirker hardheten i karbonstål er mengden karbon som er til stede i legeringen. Lav karbonstål har en tendens til å være den mykeste, mens ultrahøye karbonstål kan være ganske harde og sprø. Det er også mulig å endre de fysiske egenskapene til karbonstål gjennom forskjellige behandlinger, enten for å øke eller redusere hardheten.

Selv om stål med lite karbon er relativt mykt, kan en prosess kjent som forgasselse føre til at den blir vanskeligere. Denne varmebehandlingsprosessen får faktisk legeringen til å absorbere ekstra karbon fra faste, flytende og gassformige kilder som kull og karbonmonoxide. Karbonet blir vanligvis bare absorbert i overflaten av metallet, noe som resulterer i et tilfelle herdet ytre lag og en mykere, duktil kjerne.

Karbonstål med høyt innhold har en tendens til å være veldig vanskelig til å begynne med, men slukkingsprosesser kan gjøre dem enda hardere. Hvis en karbonstållegering er for vanskelig, vil den vanligvis også være ganske sprøtt. Noen eksepsjonelt harde legeringer blir faktisk utsatt for slukking og tempereringsprosesser som kan redusere hardheten i karbonstål, og øke duktiliteten. Andre prosesser, for eksempel annealing, kan også effektivt øke duktiliteten og redusere den generelle hardheten i karbonstål.