ва сталі та сталевих напівфабрикатів роблять істотний вплив на механічні властивості і якість готових виробів.
Більшість деталей котлів і турбін виготовляють з вуглецевої сталі, виплавленої в основних мартенівських печах.
продувки в бессемеровском конвертері отримують вуглецеву сталь з вмістом вуглецю до 0,5%. Цю сталь застосовують для виробництва зварних труб невідповідального призначення, болтів, профілів, тонкої жерсті.
При однаковому вмісті вуглецю бесемерівську сталь має більш високу міцність і твердість, ніж мартенівська. Ця різниця у властивостях пояснюється тим, що в бессемеровской стали міститься підвищена кількість розчинених азоту і фосфору - елементів, зміцнюючих сталь, але робило її одночасно більш крихкою. Застосування кисневого дуття в конвертерах значно послаблює цей недолік конвертерної сталі.
Сталь, отримана в конвертерах з кисневим дуттям і основною футеровкою, наближається за властивостями до мартенівської.
Крім способу виплавки, на властивості сталі і готових виробів великий вплив робить спосіб розкислення, за яким стали діляться на спокійні (сп), напівспокійну (пс) і киплячі (кп).
За призначенням вуглецеві сталі ділять на конструкційні та інструментальні. Конструкційні сталі в свою чергу поділяють на будівельні та машинобудівні.
У будівельних сталях вміст вуглецю не перевищує 0,25%, т. е. ці стали відносяться до категорії маловуглецевих. Вони добре зварюються, добре деформуються в гарячому і холодному стані, але міцність їх відносно невисока.
Машинобудівні маловуглецеві стали часто застосовують як цементуемих, тобто для деталей, що піддаються поверхневому вуглецюванню і загартуванню для підвищення зносостійкості, а також для виготовлення кріпильних деталей. Середньовуглецеві машинобудівні сталі (0,3-0,7% вуглецю) міцніше будівельних і можуть піддаватися гарту з високим відпусткою. У результаті такої термічної обробки поліпшуються їх механічні властивості. Однак ці стали гірше зварюються і погано піддаються деформації в холодному стані, Інструментальні сталі містять від 0,7 до 1,4% вуглецю.
Вуглецеві сталі класифікують також за якістю, яке визначається вмістом сірки і фосфору, способом виробництва і сталістю механічних властивостей і хімічного складу. Чим менше вміст шкідливих домішок, коливання механічних властивостей і хімічного складу, тим вища якість сталі.
Вуглецеві сталі бувають звичайної якості, якісні та високоякісні.
Вуглець - елемент, в основному визначає властивості вуглецевих сталей. Вплив вуглецю на міцність і пластичність вуглецевої сталі після прокатки показано на рис. 66. Із збільшенням вмісту вуглецю зростають межа міцності і твердість сталі, знижуються показники пластичності (відносне подовження і відносне звуження), а також ударна в'язкість. При 0,8% вуглецю міцність сталі досягає максимального значення, після чого вона починає знижуватися.
Зміна міцності сталі в залежності від вмісту вуглецю легко пояснити характером зміни мікроструктури. Незагартована вуглецева сталь при вмісті вуглецю менше 0,8% складається з кристалітів вільного фериту і перліту, при 0,8% - тільки з перліту і при вмісті вуглецю більше 0,8% - з перліту і вільного цементиту.
Ферит (твердий розчин вуглецю в а-залозі) - дуже пластичний і в'язок, але неміцний. Перліт, механічна суміш тонкодисперсних пластинок фериту і цементиту, додає міцність. Цементит дуже твердий, крихкий і статично міцний. При підвищенні в стали змісту вуглецю (в межах до 0,8%) збільшується вміст перліту і підвищується міцність сталі. Однак разом з цим знижуються її пластичність і ударна в'язкість. При вмісті 0,8% С (100% перліту) міцність сталі досягає максимуму. При подальшому збільшенні вмісту вуглецю надлишковий вільний цементит утворює оторочку навколо перлітних зерен, що призводить до крихкого руйнування і деякого зниження міцності сталі.
Марганець вводять в будь-яку сталь для розкислення (тобто для усунення шкідливих включень закису заліза). Марганець розчиняється в фериті і цементиті, тому його виявлення металографічними методами неможливо. Він підвищує міцність сталі і сильно збільшує прокаливаемость. Вміст марганцю в вуглецевої сталі окремих марок може досягати 0,8%.
Кремній, подібно марганцю, є розкислювачем, але діє більш ефективно. У киплячій стали вміст кремнію не повинно перевищувати 0,07%. Якщо кремнію буде більше, то розкислення кремнієм станеться настільки повно, що не вийде «кипіння» рідкого металу за рахунок розкислення вуглецем. У спокійній вуглецевої сталі міститься від 0,12 до 0,37% кремнію. Весь кремній розчиняється в фериті. Він сильно підвищує міцність і твердість сталі.
