Utjecaj različitih sadržaja ugljika na čelik
Feb 25, 2026
Ugljik je jedan od najvažnijih legirajućih elemenata u čeliku, a njegov sadržaj direktno utiče na mikrostrukturu, mehanička svojstva i procesna svojstva čelika. Slijedi detaljna analiza utjecaja različitih sadržaja ugljika na svojstva čelika:
1. Utjecaj sadržaja ugljika na mikrostrukturu čelika
Mikrostruktura čelika uglavnom se sastoji od ferita (-Fe), cementita (Fe₃C), perlita (slojevite mješavine ferita i cementita), austenita (-Fe, visokotemperaturna faza-) i martenzita (tvrda faza nakon gašenja). Promjene u sadržaju ugljika će promijeniti udio ovih struktura:
|
Nisko{0}}ugljični čelik (C < 0,25%): |
Pretežno ferit, sa malom količinom perlita, dobre plastičnosti, ali niske čvrstoće. |
|
Srednji{0}}ugljični čelik (0,25% Manje ili jednako C Manje ili jednako 0,6%): |
Povećava se udio perlita, a smanjuje se količina ferita, kombinirajući snagu i žilavost. |
|
Visoko{0}}ugljični čelik (C > 0,6%): |
Dominira perlit, a kada je sadržaj ugljika veći, pojavljuje se retikularni cementit, velike tvrdoće, ali velike lomljivosti. |
2. Utjecaj sadržaja ugljika na mehanička svojstva
|
Raspon sadržaja ugljika |
Tipične performanse |
|
< 0.1% |
Izuzetno mekan, visoko plastičan (kao što je industrijsko čisto željezo), lak za obradu i oblikovanje, ali niske čvrstoće (σₓ ≈ 200 MPa). |
|
0.1%~0.25% |
Nisko{0}}ugljični čelik (kao što je Q235), dobra plastičnost i zavarljivost, koristi se u građevinarstvu, automobilskim pločama itd. |
|
0.3%~0.5% |
Srednji{0}}ugljični čelik (kao što je čelik 45), balansirajuća čvrstoća i žilavost, koristi se za strukturne komponente kao što su osovine, zupčanici, itd. |
|
0.6%~1.0% |
Visoko-ugljični čelik (kao što su T8, T10), ekstremno visoke tvrdoće (HRC 60+), ali visoke lomljivosti, koristi se za alate, opruge itd. |
|
>1.0% |
Ultra{0}}visoko-ugljični čelik, izuzetno visoke tvrdoće, ali izuzetno krhak, zahtijeva posebnu toplinsku obradu (kao što je sferoidizirajuće žarenje) da bi se poboljšala obradivost. |
Čvrstoća i tvrdoća: Kako se sadržaj ugljika povećava, udio cementita raste, a tvrdoća i vlačna čvrstoća (σₓ) čelika značajno se povećavaju, ali se plastičnost (izduženje δ) i žilavost (energija udara AKV) smanjuju.
Krhki prijelaz: visoko{0}}ugljični čelik je sklon krtom lomu pod niskim temperaturama ili udarnim opterećenjima.
3. Sinergijski efekat ugljenika sa drugim elementima
Mangan (Mn): Može ublažiti štetu od sumpora i poboljšati stvrdljivost.
Silicijum (Si): Jača ferit, ali smanjuje duktilnost.
Legirani čelik: dodavanjem elemenata kao što su Cr, Ni, Mo, itd., može se postići visoka čvrstoća i žilavost uz niži sadržaj ugljika