Блог

Стоманените компоненти, използвани в промишлени приложения, постоянно са изложени на предизвикателствата от триене, абразия и контактно напрежение, които постепенно намаляват цялостността на материала и съкращават експлоатационния му срок. Изборът на подходящ метод за подобряване на устойчивостта към износ непосредствено влияе върху надеждността на оборудването, честотата на поддръжката и общата стойност на собствеността. Два основни подхода доминират в тази област: комплексни термични обработки, които модифицират цялата структура на материала, и повърхностни закаляващи методи, които създават защитен външен слой, запазвайки при това пластичен вътрешен слой. За да се определи кой процес осигурява по-висока устойчивост към износ за конкретни стоманени части, е необходимо да се анализират не само нивата на твърдост, но и лежащите в основата им металургични промени, експлоатационните условия и геометрията на компонентите, които влияят върху реалната експлоатационна производителност.

Решението между термообработка и повърхностното закаляване принципно зависи от това дали износването протича равномерно по цялата част или се концентрира в определени контактни зони. Закаляването на цялата дебелина променя целия напречен разрез, постигайки еднородни механични свойства по целия обем на материала, което се оказва предимство за части, изложени на разпределени натоварвания, или за такива, при които се изисква постоянна твърдост от повърхността до ядрото. Методите за повърхностно закаляване, напротив, създават градиент на твърдост с максимални стойности във външния слой, като запазват вътрешната пластичност, което ги прави идеални за компоненти, подложени на локализирани контактни напрежения, ударни натоварвания или огъващи сили, при които крехката структура при закаляване на цялата дебелина би довела до катастрофален отказ. В тази статия се анализират и двата подхода от гледна точка на подобряване на устойчивостта към износване, като се разглеждат критериите за избор въз основа на химичния състав на материала, експлоатационната среда, размерните ограничения и икономическите съображения, които инженерите по производство и проектните екипи трябва да оценяват.

Разбиране на процесите за термична обработка и тяхното влияние върху устойчивостта към износване

Основни механизми на термичната обработка с пълно затвърдяване

Термичната обработка се отнася до контролирани топлинни цикли, които променят микроструктурата на стоманата чрез фазови превръщания, основно включващи аустенизиране, последвано от закаляване и отпускане. По време на аустенизирането стоманата се нагрява над критичната си температура, обикновено между 800 °C и 950 °C, в зависимост от съдържанието на въглерод, което води до превръщане на кристалната структура от ферит-перлит в аустенит, където въглеродът се разтваря равномерно. Бързото охлаждане при закаляването „замразява“ този богат на въглерод аустенит в мартензит – надсатурена телесно-центрирана тетрагонална структура, която осигурява максимална твърдост, но и изключителна крехкост. Последващото отпускане при температури между 150 °C и 650 °C намалява вътрешните напрежения и предизвиква изпадане на фини карбиди, като се жертва част от пиковата твърдост в полза на подобряване на ударната вязкост и размерната стабилност, като се запазва устойчивостта към износване, подходяща за индустриални приложения.

Ефективността на термичната обработка за подобряване на износоустойчивостта е пряко свързана с постигнатите нива на твърдост, които зависят от съдържанието на въглерод и легиращите елементи в стоманата. Стомани със средно съдържание на въглерод (0,40–0,60 %) могат да достигнат твърдост от 55–62 HRC след подходяща термична обработка, осигурявайки отлична устойчивост към абразивни и адхезивни форми на износ. Високовъглеродни инструментални стомани със съдържание на въглерод 0,80–1,50 % постигат още по-високи стойности на твърдост – 62–66 HRC, което ги прави подходящи за режещи инструменти и матрици, където е от първостепенно значение изключителната повърхностна издръжливост. Всъщност обаче пълното закаляване води до значителни размерни промени поради разликите в обема при фазовите превръщания, което изисква внимателен контрол върху гасителната среда, температурните градиенти и геометрията на компонента, за да се минимизира деформацията, усложняваща последващите машинни операции.

Характеристики на износоустойчивостта след термична обработка на цялата дълбочина

Компонентите, подложени на комплексна термична обработка, проявяват еднородна твърдост от повърхността до сърцевината, което осигурява последователна устойчивост на износване независимо от количеството премахнат материал по време на експлоатация. Тази характеристика се оказва особено ценна за части, които изпитват постепенно износване по цялата работна повърхност, като например плочи за износване, влагаеми облицовки за дробилки и компоненти на конвейери, предназначени за транспортиране на абразивни материали. Състоянието на пълно закаляване гарантира, че при износване на повърхността подлежащият й материал запазва същата твърдост, предотвратявайки ускорено разрушение, което би настъпило, ако закалената кора се износи дотолкова, че да се оголи по-мекият основен материал под нея.

Мартензитната микроструктура, получена чрез термична обработка, устойчива е на пластична деформация и преместване на материала под контактно напрежение и ефективно противодейства на адхезивното износване, при което има пренасяне на материал между плъзгащите се повърхности. Фините карбидни включвания, разпределени по цялата закалена мартензитна матрица, осигуряват допълнителна устойчивост към абразивното износване, като действат като твърди пречки, които отклоняват или разрушават абразивните частици. Тази комбинация прави термичната обработка особено ефективна срещу двутелесното абразивно износване, при което твърди частици, затворени между повърхностите, предизвикват рязане и плъзване („плюване“), както и срещу трителесното абразивно износване, при което свободните абразивни среди удрят и плъзгат по повърхностите на компонентите.

Ограничения и ограничения на обемната закалка за сложни геометрии

Въпреки предимствата му в областта на износоустойчивостта, топлинната обработка на цялата дебелина представлява значителни предизвикателства за компонентите със сложна форма, тънки сечения или тесни допуски. Силното гасене, необходимо за постигане на дълбоко затвърдяване, създава термични градиенти, които пораждат вътрешни напрежения, често водещи до деформации, пукнатини или размерни промени, надвишаващи допустимите граници. Детайлите с остри ъгли, ключови пазове или рязка промяна на сечението концентрират тези напрежения, увеличавайки риска от повреда по време на етапа на гасене. Последващите операции по изправяне или механична обработка увеличават разходите и могат да въведат остатъчни напрежения, които намаляват умороустойчивостта и дългосрочната издръжливост.

Състоянието на пълно закаляване също намалява ударната вязкост на сърцевината, което прави компонентите крехки и податливи на внезапно чупене при ударни натоварвания или удари. Тази крехкост ограничава приложимостта на термичната обработка за компоненти, изложени на комбинирани режими на натоварване, при които повърхностната устойчивост към износване трябва да съществува едновременно с възможността за абсорбиране на удари. Зъбни колела, валове и лостови механизми, подложени на циклични огъващи напрежения и едновременно изпитващи повърхностно контактно износване, са примери за случаи, при които пълното закаляване може да осигури недостатъчна устойчивост към чупене, въпреки превъзходната повърхностна твърдост. Освен това ефективността на термичната обработка силно зависи от закаляемостта — свойство на стоманата, определяно от състава ѝ на сплави, което диктува дълбочината, до която закаляването прониква в дебелите секции по време на гасене, ограничавайки приложението ѝ при големи компоненти без скъпи модификации на сплавта.

Методи за повърхностно закаляване и техните предимства за локализирана защита срещу износване

Карбуризиране и карбонитридиране за образуване на закалени повърхностни слоеве

Повърхностното закаляване обхваща множество технологии, които създават твърда външна кора, запазвайки при това пластичен и ковък център; карбуризирането представлява най-широко използвания термохимичен дифузионен процес. По време на карбуризирането компонентите от стомана с ниско съдържание на въглерод се подлагат на атмосфера, богата на въглерод, при температури между 880 °C и 950 °C, което позволява на въглеродните атоми да дифундират в повърхностните слоеве и да увеличат локалното съдържание на въглерод до 0,80–1,20 %. Последващото гасене превръща тази обогатена с въглерод кора в твърд мартензит, като типично се постига повърхностна твърдост от 58–64 HRC, докато центърът с ниско съдържание на въглерод остава устойчив и удароустойчив. Дебелината на кората, варираща от 0,5 mm до 2,5 mm, може да се контролира точно чрез времето и температурата на процеса, което позволява на инженерите да оптимизират баланса между твърдост и удароустойчивост за конкретни приложения.

Карбонитридирането внася както въглерод, така и азот в повърхността, при температури малко по-ниски — около 840–870 °C, и води до по-плитки повърхностни слоеве с дебелина обикновено между 0,1 mm и 0,75 mm. Добавянето на азот подобрява закаляемостта на повърхностния слой, което позволява по-бавни скорости на гасене и намалява риска от деформация, без да се компрометира постигането на висока повърхностна твърдост. Този процес е особено подходящ за компоненти, които изискват устойчивост към износване при минимална промяна на размерите, като например малки зъбчати колела, винтове и прецизни инструменти, където след термичната обработка не трябва да се извършва механична обработка. Комбинацията от твърда повърхност и високоударопрочен сърцевинен слой прави карбуризираните и карбонитридираните детайли изключително устойчиви на контактна умора, умора при търкаляне и пукнатини, започващи от повърхността, които често се наблюдават при компоненти за предаване на мощност.

Индукционно и пламенно закаляване за селективна обработка на области

Индукционното закаляване използва електромагнитни полета, за да нагрее бързо определени участъци на компоненти от стомана със средно съдържание на въглерод до аустенитна температура, последвано веднага от гасене, за да се получи локализирана мартензитна трансформация. Този процес позволява селективно закаляване на зони, критични за износването – например повърхности на лагери, ками или зъбни колела, – докато останалите участъци остават некаляни, за да се запази възможността за механична обработка или ядрената здравина. Нагряването протича за секунди до минути, в зависимост от изискваната дебелина на закаления слой, което прави индукционното закаляване изключително продуктивно при производство в средни и големи серии. Дебелината на закаления слой обикновено варира от 1,5 мм до 6 мм, а твърдостта на повърхността достига 50–60 HRC, в зависимост от съдържанието на въглерод в основния материал.

Пламъчното закаляване постига подобни резултати чрез използване на кислородно-горивни горелки за загряване на повърхностите на компонентите, което осигурява по-голяма гъвкавост при обработка на големи части, необичайни форми или производство в малки серии, където специализираната индукционна намотка е икономически непрактична. И двата метода запазват оригиналната микроструктура на материала в необгрятите области, избягвайки деформациите и промените в размерите, свързани с пълните термични цикли в пещи. Тази характеристика се оказва особено ценна при големи валове, колела на кранове и верижни звена на екскаватори, където трябва да се закали само определена повърхност, подложена на износване, докато основният материал трябва да запази своите първоначални свойства, за да издържа структурните натоварвания. Бързото загряване и локализираната трансформация минимизират общото енергопотребление и намаляват времето за обработка в сравнение с конвенционалните пещови методи. термообработка подходи.

Азотиране за подобряване на повърхностните свойства без промяна на размерите

Азотирането се отличава от другите методи за повърхностно закаляване чрез образуване на твърди нитридни съединения чрез дифузия при относително ниски температури между 480°C и 580°C, значително под аустенитната област на фазови превръщания. Този субкритичен процес изключва фазови превръщания и свързаните с тях обемни промени, което води до пренебрежима деформация дори при сложни геометрии с тесни допуски. Процесът създава изключително твърд повърхностен слой от съединения, типично с дебелина 0,01–0,02 мм и твърдост над 800 HV, подкрепен от дифузионна зона с дълбочина 0,1–0,7 мм, където разтвореният азот усилва матрицата чрез твърд разтвор в твърдо състояние. Тази двуслойна структура осигурява изключителна износостойкост, комбинирана с подобрена уморна якост и корозионна стойкост.

Азотирането изисква легирани стомани, съдържащи хром, молибден, алуминий или ванадий, които образуват стабилни нитриди, закотвящи затвърдената повърхностна зона. Продължителността на процеса варира от 20 до 80 часа в зависимост от желаната дълбочина на повърхностния слой, поради което той е по-бавен от карбуризирането или индукционното затвърдяване, но е оправдан за прецизни компоненти, при които критична е размерната стабилност. Повърхностите, подложени на азотиране, изключително добре устойчиви на адхезивен износ, задиране и издраскване, което прави този процес идеален за хидравлични бутални пръти, шнекове за инжекционно формоване, екструзионни матрици и компоненти за огнестрелни оръжия, където намаляването на триенето и устойчивостта към износ трябва да съществуват едновременно с точен размерен контрол. Ниската температура на обработката позволява азотирането след окончателната механична обработка и шлифоване, като се избягват скъпите финишни операции след затвърдяването.

Сравнителен анализ на производителността по отношение на устойчивост към износ при различни експлоатационни условия

Среди с абразивен износ и избор на процес

Когато компонентите се сблъскват с абразивни частици в миннодобивни, земеделски или приложения за транспортиране на материали, устойчивостта към износване зависи предимно от твърдостта на повърхността и разликата в твърдостта между стоманата и абразивната среда. Топлинната обработка на цялата дебелина осигурява превъзходна производителност, когато абразията засяга големи площи или когато дълбочината на износването може да надвишава типичната дебелина на повърхностно закаления слой. Компоненти като челюсти на дробилки, оранови върхове и зъби на кофи получават предимства от закалване през цялото сечение, което запазва твърдостта, докато материала постепенно се изнася. Еднородната твърдост гарантира последователни скорости на износване и предсказуем срок на експлоатация, без внезапното намаляване на експлоатационните характеристики, което възниква, когато плиткият закален слой се износи напълно.

Повърхностното закаляване се оказва по-подходящо, когато абразивният износ е концентриран в определени контактни зони, докато в други области се наблюдава минимално разрушение. Конвейерните ролки, подовите плочи на наклонени пътища и насочващите релси са примери за приложения, при които локализираният износ възниква в предвидими места, което прави повърхностното закаляване икономически привлекателно, тъй като защитните слоеве се нанасят само там, където са необходими. Издръжливото ядро под закалената повърхност поема енергията от удара на падащи материали или внезапни натоварвания, предотвратявайки крехко чупене, което би възникнало при напълно закалени конструкции. При тежки случаи на абразивен износ, свързан с твърди минерали или рециклирани материали, комбинирането на термична обработка на високовъглеродна легирана стомана с методи за повърхностно закаляване може да осигури оптимални резултати, макар и при по-високи разходи за материали и обработка.

Контактна умора и износ при търкаляне

Подвижните елементи на лагерите, зъбните предавки и кулачните ролки изпитват Херцианови контактни напрежения, които пораждат подповърхностни срязващи напрежения, способни да инициират уморни пукнатини. Методите за повърхностно закаляване, особено карбурирането, създават оптимален профил на разпределение на напреженията за тези приложения, като разполагат максималните остатъчни компресивни напрежения точно под повърхността, където се достигат върховете на подповърхностните срязващи напрежения. Градиентът на твърдостта преминава от 58–64 HRC на повърхността до 30–40 HRC в сърцевината, осигурявайки отлична устойчивост срещу повърхностно инициирано пита и отлущване, като в същото време запазва достатъчна якост на сърцевината, за да поема контактните натоварвания без пластична деформация.

Чрез термообработка осигурява еднородна твърдост, която устойчива на повърхностно контактно напрежение, но липсва полезното разпределение на остатъчни компресивни напрежения, което се получава при повърхностно закаляване. Състоянието на пълно закаляване също проявява по-ниска устойчивост към разпространение на уморни пукнатини под повърхността, тъй като целият напречният разрез запазва висока твърдост и намалена чуплива здравина. Сравнителните изпитания показват, че правилно карбуризирани зъбни колела и лагери обикновено постигат 2–4 пъти по-дълъг уморен живот в сравнение с еквивалентните пълно закаляни компоненти при условия на търкалящ контакт. Това предимство по отношение на експлоатационните характеристики произтича от архитектурата „корпус–повърхност“, която спира разпространението на пукнатини в зоната на преход между различните нива на твърдост и предотвратява превръщането на малки повърхностни дефекти в катастрофални повреди.

Съображения относно ударни и динамични натоварвания

Компонентите, които са подложени на повтарящи се удари, като например чуковете за чукова мелница, свределите за пробиване на скали и компонентите на железопътните релси, изискват изключителна здравина, за да абсорбират енергията от удара, без да се напукат. Методите за повърхностно закаляване се отличават в тези изискващи условия, като комбинират износостойка повърхност с пластичен (ковък) вътрешен слой, способен на пластична деформация, която разсейва енергията от удара. Структурата „кора–ядро“ позволява локализирано омекване в ядрото, докато твърдата кора запазва геометричната цялост и устойчивост срещу преместване на материала, което осигурява по-висока устойчивост на умора при удар в сравнение с крехките напълно закалени структури.

Чрез термична обработка, приложена върху стомани с високо съдържание на въглерод, се получават компоненти, склонни към внезапен крехък отказ при ударно натоварване, въпреки отличната им износостойкост по време на стационарна експлоатация. Мартензитната микроструктура по цялото напречно сечение осигурява минимална способност за пластична деформация преди разрушение и натрупва повреди чрез микропукнатини, които в крайна сметка се слеят в катастрофален отказ. Отпуснатият мартензит подобрява удара, но изисква жертване на твърдост и износостойкост, което създава фундаментален компромис, който самата термична обработка не може оптимално да разреши. Приложенията, изискващи както екстремна повърхностна твърдост, така и устойчивост към ударни натоварвания, обикновено изискват повърхностно закаляване на легирани стомани със средно съдържание на въглерод или двойни термични обработки, комбиниращи първоначално закаляване до ядрото, последвано от повторно повърхностно закаляване.

Технически и икономически фактори, влияещи върху избора на процеса

Изисквания към химичния състав на материала и икономически последици

Ефективността на термичната обработка зависи основно от съдържанието на въглерод и легиращите елементи в основния материал; стоманите със средно съдържание на въглерод (0,40–0,60 %) представляват оптималния композиционен диапазон за постигане на практически нива на твърдост при запазване на разумна ударна вязкост след отпускане. Стоманите с ниско съдържание на въглерод (по-малко от 0,25 %) не са подходящи за пълно затвърдяване, тъй като недостатъчното количество въглерод ограничава максимално постижимата твърдост до неприемливи нива под 40 HRC. От друга страна, инструменталните стомани с високо съдържание на въглерод (над 0,80 %) осигуряват изключителна твърдост, но изискват внимателен контрол на термичната обработка, за да се избегне прекомерна крехкост и склонност към пукане.

Процесите за повърхностно закаляване предлагат по-голяма гъвкавост при избора на материали, като карбуризирането е специално проектирано за нисковъглеродни стомани със съдържание на въглерод 0,10–0,25 %, които не могат да постигнат достатъчна твърдост чрез обичайното термично обработване. Тази възможност позволява проектирането на компоненти чрез икономични обикновени въглеродни стомани вместо скъпи легирани стомани, което значително намалява материалните разходи за големи части или производство в големи обеми. Индукционното и пламъчното закаляване изискват стомани със средно съдържание на въглерод, подобни на тези, използвани при пълно закаляване, но обработват само определени зони, което намалява общото енергопотребление и времето на цикъла. Нитридизирането изисква легирани стомани, съдържащи елементи, образуващи нитриди, което увеличава материалните разходи, но се оправдава от превъзходната размерна стабилност и елиминирането на машинни операции след закаляването.

Размер, геометрия и контрол на деформацията на компонентите

Големите компоненти с дебели напречни сечения представляват предизвикателство за пълното закаляване, тъй като строгостта на гасенето трябва да се увеличава пропорционално с размера, за да се постигнат адекватни скорости на охлаждане за мартензитна трансформация. Тежките секции може да изискват гасене в масло, полимерни гасителни среди или дори гасене във вода, за да се постигне максимална закаляемост, което значително увеличава риска от деформации и генериране на вътрешни напрежения. Методите за повърхностно закаляване заобикалят това ограничение, като обработват само външните слоеве, което позволява ефективното закаляване на по-дебели компоненти с минимални деформации, тъй като основният материал никога не претърпява фазова трансформация.

Сложни геометрии с тънки секции, разположени до масивни секции, изпитват различни скорости на загряване и охлаждане по време на термична обработка, което води до концентрация на напрежения и деформации. Пазове, шлицове и пробити отвори действат като концентратори на напрежения, където често започват трескави пукнатини по време на бързото охлаждане. Повърхностните закаляващи методи минимизират тези рискове чрез по-бавни скорости на загряване, по-ниски температури на обработка или локализирано загряване, което избягва термичен шок за целия компонент. Индукционното закаляване може да обработва избирателно само областите, които изискват устойчивост на износване, докато оставя концентраторите на напрежения некаляени и високоударопрочни. Тази възможност за избирателна обработка често е решаваща за компоненти, при които следкаляването изправяне или повторно машинно обработване са забранени поради допуските за размери или ограниченията за достъп до определени елементи.

Обем на производството и икономиката на процеса

Термичната обработка представлява относително прост и икономичен процес за средни до високи обеми на производство, тъй като множество компоненти могат да се зареждат едновременно в пещта, споделяйки разходите за енергия и времето за обработка. Партитната обработка в уплътнени пещи за закаляване или непрекъснатата обработка в конвейерни пещи осигурява икономии от мащаба, които намаляват разходите на единица при увеличаване на обема. Инвестицията в оборудване за основни операции по термична обработка остава умерена в сравнение със специализираните технологии за повърхностно закаляване, което прави обемното закаляване привлекателно за промишлени компоненти с общо предназначение, които нямат изключителни изисквания към износостойкост.

Методите за повърхностно закаляване се различават значително по икономическа ефективност в зависимост от типа процес и обема на производството. Карбурирането изисква продължителни пещови цикли от 8 до 24 часа, включително време за дифузия, нагряване и охлаждане, поради което е икономически оправдано само при партиден режим за обработка на голям брой малки детайли или когато изключителната производителност оправдава времевите разходи. Индукционното закаляване предлага много кратки цикли – измервани в секунди или минути – и е идеално за високото производство на автомобилни и машинни компоненти, където разходите за специализирани индукционни намотки се разпределят върху хиляди детайла. Пламъчното закаляване осигурява максимална гъвкавост при нисък обем на производството и големи компоненти, без необходимост от инвестиции в инструменти, но разчита на уменията на оператора и контрола на процеса, което води до вариабилност. Рамката за вземане на решения трябва да оценява общата обработваща цена, включително избора на марка материал, енергийните разходи, времето за цикъл, корекцията на деформации и удължаването на експлоатационния живот, за да се определи най-икономически ефективният подход за конкретни приложения.

Често задавани въпроси

Може ли повърхностното закаляване да постигне същата устойчивост на износване като пълното термично обработване?

Повърхностното закаляване обикновено постига равна или по-висока повърхностна твърдост в сравнение с термичното обработване през цялото сечение, като често достига 58–64 HRC в повърхностния слой спрямо 52–60 HRC за отпуснати части с термично обработване през цялото сечение. Въпреки това устойчивостта на износване зависи не само от повърхностната твърдост, но и от дебелината на повърхностния слой, условията на натоварване и механизмите на износване. За приложения, при които дълбочината на износването остава в границите на дебелината на закаления повърхностен слой, повърхностното закаляване осигурява еквивалентна или по-добра производителност, като освен това предлага по-добра устойчивост на ударни натоварвания благодарение на здравото ядро. Ако износването премине зад дебелината на повърхностния слой, производителността намалява, тъй като се излага по-мекият материал на ядрото, докато частите с термично обработване през цялото сечение запазват постоянни свойства през целия им експлоатационен живот.

Кой процес предизвиква по-малко размерна деформация за прецизни компоненти?

Азотирането предизвиква най-малкото деформиране сред всички процеси за закаляване, тъй като се извършва при подкритични температури, които избягват аустенитната трансформация и свързаните с нея промени в обема; типично причинява размерни отклонения под 0,05 мм дори за сложни геометрии. Карбуризацията води до умерено деформиране поради пълната аустенитизация и закаляване, което обикновено изисква допуски от 0,1–0,3 мм за последващи шлифовъчни операции. Обемното термично обработване предизвиква най-значителните размерни промени и най-голям риск от огъване, особено при сложни форми или компоненти с променливи напречни сечения, често налагайки запас от материал за механична обработка от 0,3–0,8 мм и операции по изправяне след закаляване, за да се постигнат окончателните допуски.

Как да избера между термично обработване и повърхностно закаляване за зъбчати предавки?

Приложенията на предавки подчертано предпочитат повърхностно закаляване, по-специално карбуризиране, тъй като зъбните колела изпитват концентрирани контактни напрежения върху зъбните повърхности, комбинирани с огъващи напрежения в корена. Карбуризирането създава оптимален градиент на твърдост с твърдост на повърхностния слой от 58–62 HRC за устойчивост срещу износ и пита, докато запазва твърдост на сърцевината от 30–40 HRC, която осигурява устойчивост срещу огъваща умора и ударна вязкост. Обемното термично обработване би довело до прекомерна крехкост в корена на зъба, където се концентрират растегателните огъващи напрежения, което увеличава риска от фрактура при ударни натоварвания. Единствените изключения са много малки зъбни колела с диаметър под 25 мм или специални приложения, при които е изискана пълна дълбочина на твърдостта поради уникални условия на натоварване.

Дали термичната обработка или повърхностното закаляване осигуряват по-добра корозионна устойчивост заедно с защита срещу износ?

Нито конвенционалната термична обработка, нито повечето процеси за повърхностно закаляване по принцип подобряват корозионната устойчивост, тъй като и двата метода формират мартензитни микроструктури, които остават податливи на ръжда, предизвикана от влага. Нитридацията обаче уникално подобрява корозионната устойчивост чрез образуване на тънък повърхностен слой от желязно нитридно съединение, който действа като бариера за дифузия срещу корозивни среди, едновременно осигурявайки твърдост. Това двойно предимство прави нитридацията предпочитания избор за компоненти, които изискват както износостойкост, така и защита срещу корозия – например хидравлични цилиндри, валове на помпи и морско оборудване. Когато е от съществено значение изключително висока корозионна устойчивост, трябва да се избират неръждаеми стомани с подходяща термична обработка или специализирано повърхностно закаляване, адаптирано за корозионноустойчиви сплави.