Prema razini sadržaja ugljika, ugljični čelik zalijevanjeopćenito se dijeli na niskougljični čelik, srednje ugljični čelik i visokougljični čelik. Lijevani ugljični čelici svih zemalja u svijetu općenito su klasificirani prema njihovoj čvrstoći i formulirani su odgovarajući razredi.
Što se tiče kemijskog sastava ugljičnog čelika, osim fosfora i sumpora, za ostale kemijske elemente nema ograničenja ili samo gornje granice. Prema gornjoj premisi, kemijski sastav lijevanog ugljičnog čelika određen jeljevaonicaprema traženim mehaničkim svojstvima.
Metode toplinske obrade odljevaka od ugljičnog čelika obično su žarenje, normalizacija ili normalizacija + kaljenje. Za neke odljevke od čelika s visokim udjelom ugljika, također se može koristiti kaljenje i kaljenje, to jest, kaljenje + kaljenje na visokoj temperaturi, kako bi se poboljšala sveobuhvatna mehanička svojstva odljevaka od ugljičnog čelika. Mali odljevci od ugljičnog čelika mogu se izravno kaliti i poboljšati iz lijevanog stanja. Za odljevke od ugljičnog čelika velikih razmjera ili složenih oblika, prikladno je provesti tretman kaljenja i popuštanja nakon tretmana normalizacije.
Utjecaj ugljika na mikrostrukturu i svojstva ugljičnog čelika
1) Utjecaj ugljika na strukturu ugljičnog čelika
Ugljik je glavni element koji određuje metalografsku strukturu i svojstva čelika. U području hipoeutektoidnog čelika, s povećanjem sadržaja ugljika, relativna količina ferita se smanjuje, a relativna količina perlita raste. Pri postizanju eutektoidnog sastava svi su perlitni. U hipereutektoidnom području, s povećanjem sadržaja ugljika, povećava se relativna količina proeutektoidnog cementita, a smanjuje se relativna količina perlita.
2) Utjecaj ugljika na mehanička svojstva ugljičnog čelika
Ugljik utječe na mehanička svojstva ugljičnog čelika utječući na relativne količine i karakteristike distribucije svake strukturne komponente u mikrostrukturi. Općenito, s povećanjem udjela ugljika, tvrdoća ugljičnog čelika će se povećati, ali njegova udarna energija i istezanje će se smanjiti. Vlačna čvrstoća i granica razvlačenja prvo će se povećati, a zatim smanjiti kako se sadržaj ugljika u ugljičnom čeliku povećava.
3) Učinak ugljika na učinak rezanja odljevaka od ugljičnog čelika
Niskougljični čelik ima veliku količinu ferita, nisku tvrdoću, dobru plastičnost i lako lijepljenje, tako da je njegova rezna učinkovitost relativno loša. Više cementita ima u visokougljičnom čeliku. Kada je cementit raspoređen u ljuspice i mrežu, alat se lako troši, tako da je njegova rezna izvedba relativno loša. Omjer ferita i cementita u srednje ugljičnom čeliku je odgovarajući, tvrdoća i plastičnost su također umjerene, a učinak rezanja je bolji. Učinak rezanja je najbolji kada je raspon tvrdoće čeličnih odljevaka 180-230 HBW.
4) Utjecaj ugljika na performanse lijevanja ugljičnog čelika
Pri istoj temperaturi fluidnost rastaljenog čelika s različitim sadržajem ugljika je različita. Budući da čelici s različitim sadržajem ugljika imaju različite stupnjeve razvoja u dendritima. Što je veći temperaturni interval zone kristalizacije (temperaturna razlika između linije likvidus i linije solidus), to su dendritični kristali ugljičnog čelika razvijeniji, odnosno fluidnost rastaljenog čelika je lošija, što rezultira sposobnost rastaljenog čelika da ispuni kalup.
