Sadržaj ugljika u ugljičnom čeliku značajno utječe na čvrstoću i tvrdoću matica, što zauzvrat utječe na njihovu izvedbu u različitim primjenama. Evo detaljnog pogleda na to kako sadržaj ugljika utječe na ta svojstva i optimalne razine za različite namjene:
Utjecaj sadržaja ugljika na čvrstoću i tvrdoću
Čelik s niskim udjelom ugljika (do 0,3% ugljika)
Svojstva: Čelik s niskim udjelom ugljika, poznat i kao meki čelik, relativno je mekan i duktilan. Ima nižu vlačnu čvrstoću i tvrdoću u usporedbi s čelicima s više ugljika.
Primjene: Ova vrsta čelika prikladna je za primjene gdje visoka čvrstoća i tvrdoća nisu kritični. Često se koristi za matice i vijke opće namjene u nekritičnim primjenama.
Srednje ugljični čelik (0,3% do 0,6% ugljika)
Svojstva: Srednje ugljični čelik nudi ravnotežu između čvrstoće, tvrdoće i duktilnosti. Pruža bolju vlačnu čvrstoću i tvrdoću u usporedbi s niskougljičnim čelikom, ali je još uvijek relativno savitljiv.
Primjene: Ovaj se čelik koristi za matice i vijke koji zahtijevaju dobru ravnotežu čvrstoće i žilavosti. Obično se koristi u automobilima i strojevima gdje se zahtijeva umjerena čvrstoća i otpornost na habanje.
Čelik s visokim sadržajem ugljika (0,6% do 1,0% ugljika)
Svojstva: Čelik s visokim udjelom ugljika puno je tvrđi i jači od čelika s niskim i srednjim udjelom ugljika. Međutim, manje je rastezljiv i skloniji je lomljivosti ako nije pravilno toplinski obrađen.
Primjene: Ova vrsta čelika se koristi za matice od ugljičnog čelika i vijci koji zahtijevaju visoku čvrstoću i otpornost na trošenje. Prikladan je za aplikacije s visokim stresom, kao što su teški strojevi ili alati.
Ultra visokougljični čelik (iznad 1,0% ugljika)
Svojstva: Čelik s ultra visokim udjelom ugljika ima vrlo visoku tvrdoću i čvrstoću, ali je iznimno krt i težak za obradu. Često se koristi u specijaliziranim primjenama gdje je potrebna ekstremna tvrdoća.
Primjene: Matice izrađene od čelika s ultra visokim udjelom ugljika obično se koriste u vrlo zahtjevnim primjenama gdje je maksimalna tvrdoća presudna, kao što su alati za rezanje ili određeni strojevi visokih performansi.
Optimalne razine ugljika za različite primjene
Primjene opće namjene: Za standardne primjene gdje nije potrebna ekstremna čvrstoća i tvrdoća, čelik s niskim do srednjim ugljikom (do 0,6% ugljika) često je optimalan. Nudi dobru ravnotežu čvrstoće, rastegljivosti i obradivosti.
Automobili i strojevi: Srednje ugljični čelik (0,3% do 0,6% ugljika) obično se koristi u ovim industrijama jer pruža dobru kombinaciju čvrstoće, tvrdoće i otpornosti na trošenje, što ga čini prikladnim za razne mehaničke komponente.
Primjene s visokim naprezanjem: Za primjene koje uključuju velika opterećenja i naprezanja, čelik s visokim udjelom ugljika (0,6% do 1,0% ugljika) je poželjan. Nudi povećanu vlačnu čvrstoću i tvrdoću, što je važno za komponente podložne značajnom trošenju i naprezanju.
Specijalizirane primjene visoke tvrdoće: Čelik s ultra visokim udjelom ugljika (iznad 1,0% ugljika) koristi se u situacijama kada je potrebna maksimalna tvrdoća. Međutim, njegova lomljivost čini ga manje prikladnim za opću primjenu gdje su također potrebni duktilnost i otpornost na udarce.
Sadržaj ugljika u ugljičnom čeliku izravno utječe na čvrstoću i tvrdoću matica. Niže razine ugljika daju mekše, duktilnije materijale prikladne za opću primjenu, dok više razine ugljika daju tvrđe, jače materijale prikladne za zahtjevnije uvjete. Optimalna razina ugljika za orahe ovisi o specifičnim zahtjevima primjene, uključujući faktore kao što su opterećenje, otpornost na trošenje i mehanička naprezanja.
