1. Химический состав

Основными компонентами углеродистой стали являются железо (Fe) и углерод (C), с низким содержанием других элементов. Классификация выглядит следующим образом:

Тип Углерод (C) Марганец (Mn) Кремний (Si) Сера (S) Фосфор (P)

Низкий углерод 0,05%–0,25% 0,3%–0,6% ≤0,3% ≤0,05% ≤0,04%

Средний углерод 0,25%–0,60% 0,6%–1,0% ≤0,4% ≤0,04% ≤0,04%

Высокий углерод 0,60%–1,0% 0,3%–0,9% ≤0,4% ≤0,03% ≤0,03%

Примечания:

Сера (S) и фосфор (P) являются примесными элементами. Высококачественная углеродистая сталь требует строгого контроля их содержания (например, S ≤ 0,03%, P ≤ 0,03%).

Марганец (Mn) повышает прочность и ударную вязкость, его содержание регулируется в зависимости от содержания углерода.

2. Механические свойства

Механические свойства тесно связаны с содержанием углерода и условиями термообработки:

Параметр Низкий углерод (например, Q235) Средний углерод (например, 45#) Высокий углерод (например, T8)

Прочность на растяжение 300–500 МПа 500–800 МПа 600–1000 МПа

Предел текучести 200–300 МПа 300–550 МПа 400–800 МПа

Удлинение (%) 20%–35% 10%–20% 5%–15%

Твердость (HB) 120–160 160–250 200–350

Примечания:

Низкоуглеродистая сталь: Отличная пластичность, свариваемость и формуемость, но более низкая прочность. Обычно используется в конструкционных элементах (например, здания, мосты).

Среднеуглеродистая сталь: обеспечивает сбалансированные характеристики после закалки и отпуска. Используется для механических деталей (шестерни, валы).

Высокоуглеродистая сталь: Высокая твердость и износостойкость, но хрупкая. Требует термообработки (например, сфероидизирующего отжига) для улучшения обрабатываемости. Используется для инструментов, пружин и т. д.

3. Типичные области применения

Листовая сталь с низким содержанием углерода: строительные конструкции, панели кузова автомобиля, трубопроводы, контейнеры.

Листовая сталь среднего содержания углерода: механические компоненты, шатуны, шестерни, высокопрочные болты.

Листовая сталь с высоким содержанием углерода: режущие инструменты, пружины, износостойкие детали, рельсовые пути.