• Технология
• 8–9 класс

Углеродистая сталь — сплав железа с углеродом, в котором углерод является главным элементом, влияющим на свойства материала. В таких сталях также присутствуют небольшие количества марганца, кремния, серы и фосфора. По содержанию углерода обычно выделяют низкоуглеродистые, среднеуглеродистые и высокоуглеродистые стали, хотя границы групп могут различаться в разных классификациях. Чем больше углерода, тем, как правило, выше твёрдость и прочность, но ниже пластичность и легче становится хрупкое разрушение. Низкоуглеродистую сталь проще обрабатывать и сваривать, а высокоуглеродистую используют там, где важны твёрдость и износостойкость. Свойства готового изделия зависят не только от состава, но и от обработки: нагревание и охлаждение могут изменить структуру стали.

Ключевые факты

1. По ГОСТ 1050-2013 сталь марки 20 содержит 0,17–0,24% углерода; её применяют для деталей, которым нужна хорошая обрабатываемость.
2. В обозначении распространённой марки стали 45 число связано со средним содержанием углерода около 0,45%; точный состав задаётся стандартом.
3. В диаграмме состояния железо—цементит эвтектоидное превращение происходит примерно при 727 °C и содержании углерода около 0,76%.
4. При закалке сталь нагревают до заданной температуры, а затем быстро охлаждают; такая обработка обычно повышает твёрдость, но может увеличить хрупкость.
5. После закалки сталь часто отпускают: её повторно нагревают до температуры ниже критической, чтобы уменьшить внутренние напряжения и хрупкость.
6. Для проверки состава готовых стальных изделий используют, например, спектральный анализ: прибор определяет элементы по излучению, возникающему при возбуждении образца.