Углеродистая сталь: состав, характеристики, свойства

Углеродистые стали содержат от 0,2 до 2,14% углерода. Углерод является основным упрочняющим растворимым элементом. В зависимости от содержания углерода различают низкоуглеродистые (до 0,25% С), среднеуглеродистые (0,25-0,8% С) и высокоуглеродистые (свыше 0,8% С) стали.

Низкоуглеродистые стали обладают высокой пластичностью и свариваемостью. Среднеуглеродистые стали сочетают в себе достаточную пластичность и прочность. Высокоуглеродистые стали отличаются высокой твердостью и износостойкостью. Углерод присутствует в стали в виде растворенных атомов и в виде цементита (Fe3C).

Увеличение содержания углерода приводит к повышению прочности и твердости стали за счет разрыхления решетки и выделения цементита. Однако пластичность и свариваемость снижаются. Термическая обработка (отжиг, нормализация, закалка с отпуском) позволяет регулировать механические свойства углеродистых сталей.

Углеродистые стали применяются в машиностроении (детали машин и конструкций), судостроении (корпусные конструкции), автомобилестроении (детали ходовой части), металлургии (прокатные станы), сельхозмашиностроении (детали с/х машин) и других отраслях. Они отличаются высокой прочностью, твердостью, износостойкостью и относительно невысокой стоимостью.

Низкоуглеродистые стали C ≤ 0,25%:

обладают высокой пластичностью и свариваемостью;
применяются для изготовления судов, резервуаров, труб;
используются в автомобиле- и машиностроении для деталей, подверженных большим пластическим деформациям.

Среднеуглеродистые стали 0,25% < C < 0,8%:

сочетают достаточную пластичность и прочность;
применяются для изготовления конструкций, подверженных средним нагрузкам (мосты,здания);
используются в машиностроении для деталей трансмиссий, рам, корпусов и т.п.

Высокоуглеродистые стали C ≥ 0,8%:

отличаются высокой твердостью и износостойкостью;
применяются для изготовления режущего инструмента, пружин, элементов трансмиссий;
используются в машиностроении для фланцев, втулок, шестерен, осей и др.