Вміст вуглецю і твердість сталевих кульок

Як вміст вуглецю впливає на твердість сталевої кульки
Секрет твердості сталевої кульки полягає в танці атомів вуглецю та заліза: коли вміст вуглецю збільшується з 0,2% до 0,8%, твердість зростає поступово. Це пов’язано з тим, що атоми вуглецю вбудовуються в решітку заліза, утворюючи твердий розчин, подібно до додавання армуючої конструкції до металевого скелета. Однак, понад 0,8%, надлишок вуглецю утворює крихкі карбіди, що фактично знижує загальну міцність.

Вибір вмісту вуглецю для різних застосувань

Вимоги до зносостійкості: сталеві кульки підшипників зазвичай містять 0,95%-1,1% вуглецю, що приносить певну міцність заради більшої твердості.

Ударостійкість Застосування: сталеві кульки дробарки контролюються на рівні 0,6%-0,8% вуглецю для підтримки балансу між твердістю та міцністю.

Прецизійні інструменти: кульки з низьковуглецевої сталі 0,3%-0,5% більше підходять для застосувань, де потрібна стабільність розмірів.

Ключові комбінації термічної обробки
Один і той самий вміст вуглецю демонструватиме кардинально різні властивості після різних термічних обробок. Загартування може збільшити твердість кульок із високо-вуглецевої сталі в 3 рази, але його потрібно поєднувати з відпуском, щоб усунути внутрішню напругу. Кульки із середньовуглецевої сталі проходять загартування та відпустку, що дозволяє їм зберігати гарну твердість і одночасно досягати чудової стійкості до втоми.