Углеродистая сталь — это металлический сплав, который образуется в результате соединения железа и углерода. Сталь обычно считается углеродистой, если пропорции других микроэлементов в ней не превышают определенного процента. Максимальный процент обычно составляет 1,65% для марганца и 0,6% для медь и кремний. Процентное содержание меди должно быть не менее 0,4 процента. Сталь, которая также содержит повышенное или определенное количество других элементов, таких как никель, хром или ванадий, называется легированная сталь .
Производители добавляют в железо углерод, чтобы затвердеть структуры в нем и укрепить полученный металл. Это один из самых экономичных легирующих материалов, и изменение количества углерода меняет свойства стали. Углеродистые стали можно разделить на низкоуглеродистые стали, среднеуглеродистые стали, высокоуглеродистые стали и сверхвысокоуглеродистые стали.
Стали с очень низким содержанием углерода, примерно от 0,05 до 0,3 процента, называются низкоуглеродистыми сталями и похожи на железо. Они очень пластичны, что затрудняет их обработку. Они используются для изготовления плоскокатаных листов или стальных полос, которые используются для создания кораблей, изделий из проволоки, кузовов автомобилей, бытовой техники, жесть и многое другое. Низкоуглеродистые стали дешевле, но их нельзя изменить термической обработкой, поэтому они обычно используются для изготовления и облицовки панелей.
Увеличение содержания углерода делает углеродистую сталь более твердой и прочной, но снижает ее свариваемость и пластичность, а также делает сталь более ломкий. Производители также добавляют в углеродистую сталь следовые количества других легирующих материалов, которые не влияют на свойства стали, но позволяют им контролировать определенные качества стали. Среди затрагиваемых качеств стали эластичность, прочность и твердость.
Среднеуглеродистые стали имеют более высокое содержание углерода примерно от 0,3 до 0,6 процента. Их легче обрабатывать, и некоторые производители добавляют в сталь немного кремния и марганца для улучшения ее качества. Эти стали по-прежнему дешевы и используются для изготовления осей, шестерен, валов, рельсов, трубопроводов и муфт.
Высокоуглеродистые стали очень трудно сваривать, потому что они содержат углерод в диапазоне от 0,6 до 1,0 процента. Они также имеют более высокие пропорции марганца, который добавляется для повышения прокаливаемости стали. Высокоуглеродистая сталь очень чувствительна к нагреву и легко затвердевает в пламени, что позволяет обрабатывать ее во многих различных формах. Высокоуглеродистые стали обладают большей прочностью на растяжение и используются для создания таких изделий, как режущие инструменты, лезвия, пружины и высокопрочная проволока.
Сверхвысокоуглеродистые стали содержат углерод в диапазоне от 1,25% до 2,0%. Этот тип углеродистой стали нельзя подвергать холодной обработке, потому что она довольно хрупкая. Сверхвысокоуглеродистые стали используются для создания компонентов, требующих чрезвычайной твердости, таких как лезвия, режущие инструменты и крупные детали. Они очень чувствительны к нагреву, обладают хорошей обрабатываемостью и превосходной износостойкостью.
