Nawęglanie (cementacja) jest zabiegiem cieplno-chemicznym, w którym zwiększa się zawartość węgla w warstwie wierzchniej stali. Samo podniesienie zawartości węgla nie gwarantuje jeszcze wymaganej twardości eksploatacyjnej. Aby uzyskać bardzo twardą, odporną na ścieranie powierzchnię, typowo wykonuje się hartowanie, które przekształca austenit w twardą strukturę martenzytyczną w warstwie nawęglonej.
Po hartowaniu stal jest jednak podatna na kruchość i ma duże naprężenia własne. Dlatego stosuje się niskie odpuszczanie: celem jest obniżenie kruchości, częściowa redukcja naprężeń i stabilizacja własności, przy możliwie małym spadku twardości warstwy wierzchniej. Taki zestaw (hartowanie + niskie odpuszczanie) odpowiada wymaganiom typowych elementów pracujących na zużycie powierzchniowe, np. kół zębatych.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są nieprawidłowe?
- Wyżarzanie odprężające służy głównie redukcji naprężeń po spawaniu, odlewaniu lub obróbce plastycznej. Nie jest standardowym zabiegiem zapewniającym uzyskanie maksymalnej twardości warstwy nawęglonej.
- Wyżarzanie sferoidyzujące prowadzi do zmiękczenia stali i uzyskania kulkowych wydzieleń cementytu, co poprawia skrawalność/kształtowalność, ale jest sprzeczne z celem nawęglania, którym jest wysoka twardość powierzchni po zahartowaniu.
- Przesycanie i starzenie to typowa sekwencja dla stopów utwardzalnych wydzieleniowo (np. niektóre stopy aluminium), a nie dla klasycznej technologii nawęglania stali. Nie opisuje więc właściwego postępowania po nawęglaniu.
Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w pytaniu pojawia się nawęglanie, myśl o schemacie "nasycenie warstwy węglem → hartowanie dla twardości → niskie odpuszczanie dla bezpieczeństwa i stabilności własności".
