Наличие в составе определенной марки стали углерода и других легирующих компонентов напрямую влияет на свойства углеродистых сталей. Такие сплавы помимо железа и углерода могут содержать серу, магний, марганец и магний с фосфором. Каждый из этих элементов добавляет сплаву определенные качества: пластичность, твердость, прочность. Такие составы сталей классифицируют по тому, как они производятся, используются, а также по степени раскисления и составу.
 
 
В разных сферах промышленности используют различные марки углеродистых сталей, и каждая из них в своей степени востребована.
Какие есть составы стали с углеродом?
При изготовлении стали не все примеси подвергаются удалению. Так или иначе они в определенных процентах остаются в составах. Процент содержания углерода в составе стали определяет ее вид — легированная или нелегированная (также известна как углеродистая). В большинстве случаев углерод добавляют для придания сплаву определенных качеств.
В составах разных марок стали можно обнаружить такие элементы:
  • до 99 процентов железа;
  • до двух процентов углерода;
  • до одного процента марганца и кремния;
  • до половины процента серы и фосфора.
Также иногда в составах встречается кислород, азот и гидроген.
Свойства разных марок стали
Содержание углерода напрямую определяет механические качества стали. По мере увеличения или уменьшения концентрации этого элемента область применения изделий из такого металла может резко меняться, даже если разница составляет десятую долю процента. Чем больше углерода в составе металла, тем он прочнее и тверже, чем меньше его — тем больше пластичности у металла и тем устойчивее он к нагрузкам.
По доле углерода в составе металла можно выделить несколько типов сплавов:
  • низкоуглеродистый;
  • среднеуглеродистый;
  • высокоуглеродистый.
Содержание углерода в низкоуглеродистых составах не превышает четверть процента этого элемента. Такие сплавы легко деформируются и обладают высокой пластичностью. Их обрабатывают после остывания, применяя высокие значения температуры.
Среднеуглеродистые стали не содержат более 0.6% углерода. Они также отличаются пластичностью. При этом такие составы могут обладать небольшой прочностью — за счет этого возможно их применение в нормальных условиях среды.
Высокоуглеродистые составы могут содержать до двух процентов углерода. Они отлично оказывают сопротивление износу, являются прочными и имеют низкую вязкость. Без предварительного нагревания их достаточно сложно сварить, поэтому для обработки и сварки больше подходят низко- и среднеуглеродистые группы составов.
 
Классификация углеродистой стали по степени раскисления
Степень раскисления определяет стабильность сплава. По этому параметру разделяют:
  • спокойные;
  • полуспокойные;
  • кипящие составы.
Эта характеристика определяется выделением оксида железа — соединения, которое со временем разрушает сплав. Чтобы состав был стабильным и долговечным, необходимо снизить в нем содержание кислорода. Полностью это сделать невозможно, но современные технологии позволяет удалить достаточно большой процент этого элемента.
Примером группы сплавов, в которых почти целиком удален кислород, считаются спокойные сплавы. Полуспокойные могут содержать до трех десятых процента углерода, но это всё ещё относительно стабильный по своей структуре металл.
А вот кипящие составы содержат наибольшую долю кислорода в своем химическом составе. Помимо него, им также свойственно наличие множества других примесей — например, серы или азота.
Отличия инструментальных и конструкционных сталей
У сплавов разных видов и марок могут быть самые разные сферы использования и способы производства. 
Так, конструкционные стали с большим содержанием углерода изготавливают в мартеновских печах и специальных конвертерах. Маркировка их групп выполнена первыми тремя буквами алфавита, а также цифрами. Буквы указывают на принадлежность к определенной группе, а цифрой обозначают содержание углерода в сплаве. При наличии в нем марганца в маркировке используется буква Г.
Группа А разделяет сплавы по их механическим свойствам, Б — по содержанию примесей, В — и по тому, и по другому. Для примера, металл из группы А при производстве ориентируется на необходимые свойства, а из группы Б — на соответствие нормативу.
Инструментальную же сталь мы уже описывали — её выполняют в мартеновской или распространенной сейчас электрической печи. Её марки могут различаться между собой по вязкости и степени раскисления. Также можно классифицировать этот вид металлов на качественный и высококачественный. 
Где применяются углеродистые стали?
Углеродистые стали часто находят свое применение в производстве распространенных видов металлопроката: швеллеры, двутавры, листы и другие. Сплавы высокого качества применяются в сфере машиностроения для изготовления прочных конструкционных деталей.