1. Sadržaj ugljika: Što je veći sadržaj ugljika, to je obično tvrđi.
Prvi i najočigledniji faktor koji utiče na tvrdoću čelika je njegov sastav. Različite vrste čelika sadrže različite proporcije različitih materijala, a ove varijacije mogu imati značajan utjecaj na tvrdoću gotovog proizvoda. Na primjer, čelici s većim sadržajem ugljika obično su tvrđi od onih s nižim sadržajem ugljika. Slično, legure kao što su krom, mangan i volfram mogu se dodati čeliku kako bi se povećala njegova tvrdoća, često u kombinaciji s drugim elementima za određena svojstva.
2. Sadržaj legure: Određeni elementi se mogu dodati čeliku kako bi se povećala njegova tvrdoća.
Sastav čelika određuje vrstu atoma i njihov raspored u materijalu, što utiče na njegova mehanička i fizička svojstva. Na primjer, dodavanje legirajućih elemenata kao što su mangan i krom može povećati tvrdoću i čvrstoću čelika dok istovremeno smanjuje njegovu duktilnost i žilavost.
3. Toplinska obrada: Vrsta termičke obrade koja se primjenjuje na čelik utječe na njegovu tvrdoću.
Drugi ključni faktor koji utječe na tvrdoću čelika je proces toplinske obrade koji se koristi u procesu proizvodnje. To može uključivati zagrijavanje čelika na visoku temperaturu, a zatim brzo hlađenje, proces poznat kao gašenje, ili sporije zagrijavanje i dopuštanje da se postepeno ohladi. Specifični postupak koji se koristi utječe na tvrdoću i druga svojstva čelika na različite načine, pa je posebno važno odabrati ispravnu metodu za svaku primjenu.
4. Veličina zrna: Veličina i raspodjela zrna u čeliku utječu na njegovu tvrdoću.
Struktura čelika takođe može imati značajan uticaj na njegovu tvrdoću. Mikrostruktura čelika je raspored njegovih kristala ili zrna, koji mogu varirati po veličini, obliku i orijentaciji. Veličina i raspodjela zrna utječu na tvrdoću čelika, pri čemu manja zrna obično rezultiraju većom tvrdoćom. Orijentacija zrna također utječe na mehanička svojstva čelika, posebno na njegovu anizotropiju ili ovisnost o orijentaciji. Na primjer, kovani ili valjani čelik obično je tvrđi od livenog čelika zbog načina na koji se zrnasta struktura metala formira tokom ovih procesa.
5. Radno očvršćavanje: Stepen hladne obrade ili deformacije čelika može povećati njegovu tvrdoću.
Deformacija je također faktor koji utječe na tvrdoću čelika, posebno u procesima kao što su hladna obrada i žarenje. Hladna obrada, gdje se čelik deformiše na nižim temperaturama kako bi promijenio svoju strukturu, također se može koristiti za povećanje njegove tvrdoće. S druge strane, žarenje, u kojem se materijal zagrijava do određene temperature, a zatim polako hladi, može smanjiti njegovu tvrdoću i povećati njegovu duktilnost.
