Jakie czynniki wpływają na twardość stali węglowej?
Na twardość stali węglowej może mieć wpływ wiele różnych czynników, w tym kontakt węglowy, ilość i rodzaj innych elementów w stopie oraz konkretne procesy stosowane do utworzenia stali. Stal o niskiej zawartości węgla, która zawiera od 0,05 do 0,25% węgla, jest zazwyczaj najdelikatniejszą odmianą, choć można ją zahartować w procesie zwanym gaźnikiem. Ultra-wysoka stal węglowa, która może składać się z do 2% węgla, jest zwykle najtrudniejszym typem, chociaż ostateczna twardość każdego produktu jest również określana przez różne procesy oczyszczania cieplnego. Procesy wygaszania mogą zwiększyć twardość stali węglowej o około cztery, chociaż późniejsze temperowanie zwykle obniża twardość.
Stal węglowa to stop, który składa się głównie z żelaza i węgla. Inne elementy mogą być również obecne, zwykle w bardzo małych ilościach. Istnieje kilka różnych definicji tego, co dokładnie stanowi stal węglowa, chociaż elementy takie jak krzem i miedziy stanowią mniej niż 0,6% różnych stopów. Niektóre stopy stali węglowej mogą również mieć do 1,6% elementów, takich jak mangan. Ponieważ istnieje wiele różnych stopów, które są powszechnie określane jako stal węglowa, każdy typ ma inną twardość.
Podstawowym czynnikiem wpływającym na twardość stali węglowej jest ilość węgla obecnego w stopie. Stale o niskiej zawartości węgla są zwykle najdelikatniejsze, a ultra wysokie stale węglowe mogą być dość twarde i kruche. Możliwe jest również zmiana charakterystyki fizycznej stali węglowej poprzez różne zabiegi, aby zwiększyć lub zmniejszyć twardość.
Mimo że stal o niskiej zawartości węglowej jest stosunkowo miękka, proces zwany gaźnikiem może spowodować, że staje się trudniejsza. Ten proces obróbki cieplnej faktycznie powoduje wchłanianie stopu dodatkowego węgla ze źródeł stałych, cieczy i gazowych, takich jak węgiel drzewny i monoks węglowyIDE. Węgiel jest zazwyczaj wchłaniany tylko do powierzchni metalu, co powoduje zahartowaną warstwę zewnętrzną i bardziej miękkim rdzeniem plastycznym.
Stale węglowe o wysokiej zawartości są bardzo trudne na początek, ale procesy gaszenia mogą być jeszcze trudniejsze. Jeśli stop ze stali węglowej jest zbyt twardy, zazwyczaj będzie również dość kruchy. Niektóre wyjątkowo twarde stopy są w rzeczywistości poddawane procesom gaszenia i temperamentu, które mogą zmniejszyć twardość stali węglowej i zwiększyć plastyczność. Inne procesy, takie jak wyżarzanie, mogą również skutecznie zwiększyć plastyczność i zmniejszyć ogólną twardość stali węglowej.