Pojęcie hartowności definiowano jako:
- miernik ogólnej wrażliwości stali na hartowanie;
- najwyższą twardość obrazującą wytrzymałość i ścieralność stali
w stanie zahartowanym;
- twardość rdzenia pozwalającą wyciągnąć wnioski o wytrzymałości
zmęczeniowej i odporności na obciążenia dynamiczne;
- głębokość utwardzania, która pozwala na określenie średniej wytrzymałości na przekroju;
- zdolność do zwiększenia twardości przy hartowaniu.
Według pierwszej hartowność stali jest to zdolność do tworzenia struktury martenzytycznej w głąb materiału
przy oziębianiu stali do temperatury hartowanie.
Natomiast według drugiej – hartowność jest to zdolność materiału do utwardzania się w głąb, w wyniku
chłodzenia po nagrzaniu do temperatur powyżej krytycznych.
Hartowaniem nazywa się zabieg polegający na chłodzeniu stali z temperatur hartowania do temperatury otoczenia z szybkościami większymi od szybkości krytycznej.
Krytyczna szybkość chłodzenia jest to najmniejsza szybkość chłodzenia, przy której nie następuje rozpad przesyconego
roztworu stałego, lecz zachodzi przemiana martenzytyczna. Szybkość krytyczna uzależniona jest od ilości i rodzaju dodatków stopowych.
W trakcie hartowania wraz ze wzrostem odległości od powierzchni hartowanej stali obniża się szybkość chłodzenia. Z największą szybkością chłodzona jest powierzchnia badanej stali.
Ponieważ znanych jest szereg metod wyznaczania hartowności, konieczne było wprowadzenie szeregu pojęć umożliwiających porównanie uzyskiwanych wyników. Do tych pojęć zalicza się nazwę: średnicy krytycznej, struktury półmartenzytycznej, idealnej średnicy krytycznej, twardości krytycznej.
Średnicę krytyczną stanowi największa średnica pręta okrągłego hartującego się na wskroś, tzn. w osi tego pręta powstaje struktura półmartenzytyczna, składająca się z 50% martenzytu i 50% struktur niemartenzytycznych;
Twardość struktury półmartenzytycznej nosi nazwę twardości krytycznej.
Z kolei za idealną średnicę krytyczną (D∞) Grossmann przyjął największą średnicę przekroju hartującego się na wskroś w idealnej kąpieli hartowniczej, tzn. odbierającej ciepło z nieskończenie dużą szybkością (V∞).
Największy wpływ na hartowność mają: chrom, molibden i mangan.
W przypadku wymagania dużej hartowności stosuje się zamiast jednego dwa lub trzy składniki stopowe. Wynika to z ograniczeń w zwiększeniu zawartości dodatków stopowych (rozrost ziarna, nadmierna ilość węglików) oraz z faktu, że dwa składniki bardziej zwiększają hartowność niż jeden w takiej samej ilości jak suma tych składników.
h=(Dp-Dr)/2
Grubość strefy zahartowanej można również określić stosunkiem Dr/Dp. Jednak wielkość h i Dr/Dp odnoszą się do określonych wymiarów próbek i ośrodków chłodzących. Zmniejszenie średnicy próbki powoduje wzrost h i obniżenie Dr/Dp Przy stosunku Dr/Dp równym zero i h = Dp/2 stal hartuje się na wskroś przy określonych warunkach chłodzenia.
Według Grossmanna Dj=Djw*K1*K2*...*Kn
gdzie
DJ– idealna średnica krytyczna stali stopowej;
DJW.– idealna średnica krytyczna stali węglowej o tej samej zawartości węgla i wielkości ziarna co badana stal;
K1, K2, Kn - współczynniki dla odpowiedniego składnika stopowego (poza węglem) podawane na odpowiednich wykresach.
Reo