الكربنة هي عملية معالجة حرارية تزيد من صلابة سطح الفولاذ منخفض الكربون عن طريق إدخال الكربون في الطبقة الخارجية. هناك ثلاثة أنواع أساسية من الكربنة: الكربنة الغازية، والكربنة السائلة (حمام الملح)، والكربنة الصلبة (الحزمة).
الكربنة بالغاز:
الكربنة بالغاز تتضمن الكربنة بالغاز تسخين الصلب في فرن مع جو غني بالكربون، يتكون عادةً من الهيدروكربونات مثل الميثان أو البروبان. يتفاعل الكربون الموجود في الغاز مع الصلب في درجات حرارة عالية، وينتشر في السطح ويزيد من محتوى الكربون. يتم التحكم في هذه العملية من خلال ضبط درجة حرارة الفرن وتركيبة الغاز لتحقيق العمق المطلوب من تغلغل الكربون. تُعرف الكربنة بالغاز بنظافتها وقابليتها للتكرار وتوحيد درجة الحرارة بشكل ممتاز، مما يجعلها مناسبة للإنتاج بكميات كبيرة.الكربنة السائلة (حمام الملح):
في الكربنة السائلة، والمعروفة أيضًا باسم الكربنة بالحمام الملحي، يتم غمر الأجزاء في حمام ملح منصهر يحتوي على متبرعين بالكربون والنيتروجين. وتطلق الأملاح، مثل السيانيدات أو الكربونات، الكربون والنيتروجين في درجات حرارة عالية، والتي تنتشر في الفولاذ. وتسمح هذه الطريقة بالتحكم الدقيق في عملية الكربنة ويمكن أن تكون أسرع من الكربنة بالغاز لأعماق العلبة الضحلة. ومع ذلك، تتطلب معالجة دقيقة بسبب السمية ومشاكل التخلص من الأملاح المرتبطة بالأملاح.
الكربنة الصلبة (الحزمة):
تتضمن الكربنة الصلبة، أو الكربنة بالتغليف، وضع الأجزاء الفولاذية في حاوية مع مادة كربونية صلبة، مثل الفحم أو فحم الكوك، إلى جانب منشط مثل كربونات الباريوم. يتم إغلاق الحاوية بإحكام وتسخينها إلى درجة حرارة الكربنة، مما يسمح للكربون بالانتشار في الفولاذ. وتتطلب هذه الطريقة عمالة أكثر كثافة وأقل تحكماً من الكربنة الغازية أو السائلة ولكنها قد تكون فعالة من حيث التكلفة للدفعات الصغيرة أو الأشكال الهندسية المعقدة.
