وفقا لمستوى محتوى الكربون، الكربون الصلب لصبينقسم عمومًا إلى فولاذ منخفض الكربون وفولاذ متوسط الكربون وفولاذ عالي الكربون. يتم تصنيف الفولاذ الكربوني المصبوب في جميع دول العالم بشكل عام وفقًا لقوته، ويتم صياغة الدرجات المقابلة.
فيما يتعلق بالتركيب الكيميائي للصلب الكربوني، باستثناء الفوسفور والكبريت، لا توجد قيود أو حدود عليا فقط على العناصر الكيميائية الأخرى. في ظل الفرضية المذكورة أعلاه، يتم تحديد التركيب الكيميائي للصلب الكربوني المصبوب بواسطةمسبكحسب الخواص الميكانيكية المطلوبة .
عادةً ما تكون طرق المعالجة الحرارية لسبائك الفولاذ الكربوني هي التلدين أو التطبيع أو التطبيع + التقسية. بالنسبة لبعض مسبوكات الفولاذ عالي الكربون، يمكن أيضًا استخدام التبريد والتلطيف، أي التبريد + التقسية بدرجة حرارة عالية، وذلك لتحسين الخواص الميكانيكية الشاملة لمسبوكات الفولاذ الكربوني. يمكن إخماد وتلطيف مصبوبات الفولاذ الكربوني الصغيرة مباشرة من حالة الصب. بالنسبة لمسبوكات الفولاذ الكربوني كبيرة الحجم أو ذات الشكل المعقد، فمن المناسب إجراء معالجة التبريد والتلطيف بعد المعالجة الطبيعية.
تأثير الكربون على البنية المجهرية وخصائص الفولاذ الكربوني
1) تأثير الكربون على هيكل الفولاذ الكربوني
الكربون هو العنصر الرئيسي الذي يحدد التركيب المعدني وخصائص الفولاذ. في نطاق الفولاذ ناقص اليوتكتويد، مع زيادة محتوى الكربون، تنخفض الكمية النسبية للفريت وتزداد الكمية النسبية للبرليت. عند الوصول إلى تكوين eutectoid، كلها بيرليت. في نطاق فرط اليوتكتويد، مع زيادة محتوى الكربون، تزداد الكمية النسبية للسمنتيت البرويوتكتويد وتنخفض الكمية النسبية للبرليت.
2) تأثير الكربون على الخواص الميكانيكية للفولاذ الكربوني
يؤثر الكربون على الخواص الميكانيكية للصلب الكربوني من خلال التأثير على الكميات النسبية وخصائص التوزيع لكل مكون هيكلي في البنية المجهرية. بشكل عام، مع زيادة محتوى الكربون، ستزداد صلابة الفولاذ الكربوني، لكن طاقة تأثيره واستطالته ستنخفض. ستزداد قوة الشد ومقاومة الخضوع أولاً ثم تنخفض مع زيادة محتوى الكربون في الفولاذ الكربوني.
3) تأثير الكربون على أداء القطع لمسبوكات الفولاذ الكربوني
يحتوي الفولاذ منخفض الكربون على كمية كبيرة من الفريت، وصلابة منخفضة، ولدونة جيدة، وسهولة الالتصاق، لذا فإن أداء القطع ضعيف نسبيًا. يوجد المزيد من الأسمنتيت في الفولاذ عالي الكربون. عندما يتم توزيع الأسمنتيت على شكل شرائح وشبكة، فإن الأداة تكون سهلة الارتداء، وبالتالي فإن أداء القطع الخاص بها يكون ضعيفًا نسبيًا. نسبة الفريت والسمنتيت في الفولاذ الكربوني المتوسط مناسبة، والصلابة واللدونة معتدلة أيضًا، وأداء القطع أفضل. يكون أداء القطع هو الأفضل عندما يكون نطاق صلابة المسبوكات الفولاذية 180-230 HBW.
4) تأثير الكربون على أداء صب الفولاذ الكربوني
عند نفس درجة الحرارة، تختلف سيولة الفولاذ المنصهر بمحتوى كربون مختلف. لأن الفولاذ الذي يحتوي على محتوى كربون مختلف له درجات مختلفة من التطور في التشعبات. كلما زاد الفاصل الزمني لدرجة الحرارة لمنطقة التبلور (الفرق في درجة الحرارة بين خط السائل والخط الصلب)، كلما زاد تطور البلورات التغصنية للفولاذ الكربوني، أي كلما كانت سيولة الفولاذ المنصهر أسوأ، مما يؤدي إلى قدرة الفولاذ المنصهر على ملء القالب.
