1)

 

 To determine the content and sequence of the new technological operations 

and the type of appropriate technological equipment for performing these technological 
operations. 

2)

 

To determine the advantages of the new technology in comparison with the 

known ones, that use the methods of heat hardening, methods of mechanical hardening 
(including cold hardening) and thermomechanical hardening, by a number of the main 
technological indicators and the quality of the steel products. 

Based on the objective of this paper, first it is expedient to briefly review the 

technologies for manufacturing hardened steel products, which use the most well-
known methods of hardening, emphasizing the following: hardening mechanism; basic 
technological operations; basic parameters that enable this type of hardening; quality 
of the manufactured hardened products by their geometry accuracy and the state of the 
surface; a possibility of combining the hardening process with manufacturing a product 
with the given geometry and surface roughness. 

All known methods of the steel hardening are based on one principle that is 

increasing the concentration of the crystal structure defects, but in different ways, 
different types of defects in the crystal structure, and various conditions for the 
possibility of increasing the concentration of crystal structure defects. 

Heat hardening is based on the maintenance of the appropriate type phase 

transformations in steel with a given chemical composition, which is one of the main 
regulating parameters; the basic technological operations: heating, cooling, isothermal 
equalizing (temperature, time) [1]. The main types of the used phase transformations 
are: martensite transformation, bainite transformation, breakdown of the 
supersaturated solid solutions. The main types of the crystal structure defects, increase 
in the concentration of which creates the hardening, include: surface defects (two-
dimensional) and linear defects (dislocations during martensite and bainite 
transformations) [1]. The synchronization of the technological operations of hardening 
and manufacturing of the steel products with a given geometry is impossible; the 
surface quality of a hardened steel product requires special machining, as well as the 
finishing of a geometric form. 

Mechanical hardening is most effective in the course of cold deformation, and 

does not require special alloying (ordinary steel with carbon weight content up to 
0.3%), and essentially can be effective in general for ingot iron and other metals 
without any alloying. The mechanical hardening is associated with an increase in the 
concentration of dislocations and disclinations. Technological operations are attributed 
to maintaining the cold plastic deformation, and it is quite possible to combine the 
technological hardening operation with the technological operation of manufacturing 
a product of a given geometry with a low surface roughness. At the same time the 
mechanical hardening of ordinary steel is associated with the danger of destruction of 

- 1685 -