Влияние углерода на свойства стали

Углерод является очень важным элементом, он определяет структуру, и характеристики углеродистой стали. Даже самое незначительное изменение процента содержания углерода окажет большое влияние на свойства стали. При росте содержания углерода в структуре стали возрастает содержание цементита.

Если содержание ниже 0,8 % С то сталь будет содержать и феррит и перлит, если содержание свыше 0,8% углерода, то в стали помимо перлита создается структурно свободный вторичный цементит.

Феррит обладает низкой прочностью, но при этом сравнительно пластичен. Цементит можно охарактеризовать более высокой твердостью, но при этом он хрупок. Именно поэтому при росте содержания углерода растет твердость и прочность металла, но снижается вязкость и пластичность стали.

Прочность стали растет при содержании в ней до 0,8-1,0 % С.  Прочность и пластичность стали уменьшается при увеличении содержания углерода свыше 1%. Это обстоятельство связано с появлением сетки хрупкого цементита по краям перлитных зерен, которые легко разрушаются при нагружении. Именно поэтому над заэвтектоидными сталями проводится специальный отжиг, результатом которого получается конструкция зернистого перлита.

Углерод оказывает большое воздействие на технологические свойства стали: такие как свариваемость, обрабатываемость резанием и обрабатываемость давлением. С ростом процентного содержания углерода свариваемость становится хуже. Ухудшается способность деформироваться как в горячем, так и холодном состоянии.

Среднеуглеродистые стали, содержащие 0,3-0,4 % С обрабатывать резанием проще всего. Низкое содержание углерода в стали при механообработке дают плохую поверхность, а также трудноудаляемую стружку. С другой стороны, высокое содержание углерода в стали создает повышенную твердость, а это обстоятельство снижает стойкость инструмента.