Који фактори утичу на тврдоћу угљеничног челика?

На тврдоћу угљеничног челика може утицати више различитих фактора, укључујући контакт угљеника, количину и врсту других елемената у легуру и специфичне процесе који се користе за стварање челика. Челик са ниским удјелом угљеника, који садржи између 0 05 и 0. 25% угљеника, је обично најмекша сорта, иако се може очврснути поступком познатим као карбуризација. Челик од највиших угљеника, који може да садржи до 2% угљеника, је обично најтежи тип, мада је коначна тврдоћа сваког производа такође одређена различитим поступцима термичке обраде. Процеси гашења могу повећати тврдоћу угљеничног челика за око четири, иако накнадно каљење обично смањује тврдоћу.

Угљени челик је легура која се састоји углавном од гвожђа и угљеника. Могу бити присутни и други елементи, обично у врло малим количинама. Постоји неколико различитих дефиниција шта тачно чини угљенични челик, мада елементи попут силицијума и бакра обично садрже мање од 0. 6% разних легура. Неке легуре угљеничног челика такође могу имати до 1. 6% елемената као што је манган. Пошто постоји велики број различитих легура које се обично називају угљеничним челиком, свака врста има различиту тврдоћу.

Примарни фактор који утиче на тврдоћу угљеничног челика је количина угљеника присутног у легури. Челици са ниским удјелом угљеника имају тенденцију да буду најмекши, док челици са ултра високим угљеником могу бити прилично чврсти и ломљиви. Могуће је и променити физичке карактеристике угљеничног челика кроз различите третмане, било да се повећа или смањи тврдоћа.

Иако је челик с ниским удјелом угљика релативно мекан, процес познат као карбуризација може узроковати да постане теже. Овај поступак термичке обраде заправо узрокује да легура апсорбује додатни угљен из чврстих, течних и гасовитих извора као што су дрвени угаљ и угљен моноксид. Угљени се обично апсорбују само у површину метала, што резултира тврдо очвршћеним спољним слојем и мекшом, дуктилном језгром.

Челици са високим садржајем угљеника обично су веома тешки за почетак, али процеси гашења могу их још више отежати. Међутим, ако је легура угљеничног челика превише тврда, обично ће бити и прилично ломљива. Неке изузетно тврде легуре заправо су подвргнуте поступцима гашења и каљења који могу умањити тврдоћу угљеничног челика и повећати дуктилност. Остали процеси, попут жарења, такође могу ефикасно повећати дуктилност и смањити укупну тврдоћу челика.