توضیحات و معرفی توضیحات و معرفی لازم در رابطه با انواع فولاد

آشنایی با انواع فولاد

فولاد کم کربن

آلیاژهایی که بیش از این کربن دارند به عنوان چدن معرفی می شوند. بر اساس تعریف موسسه آهن و فولاد آمریکا، American Iron and Steel Institute، فولادهای کربنی آلیاژهایی از آهن و کربن هستند. که معمولاً در آنها مقدار کربن بیشتر از 1درصد، مقدار منگنز بیشتر از 65/1 درصد و مقدار مس و سیلیکون بیشتر از 6/0 درصد نیست. عناصر آلیاژی دیگر معمولاً مقادیر قابل توجهی نیستند. خواص و قابلیت جوش پذیری این فولادها بستگی به مقدار کربن آنها دارد، عناصر دیگر دارای تاثیر محدود هستند.

قیمت میلگرد

فولادهای کربنی به صورت کلاسه بندی شده بر اساس مقوله اکسیژن، به صورت زیر دسته بندی می شوند:

1- فولادهای ناآرام: یک نوع فولاد کم کربن اکسیژن زدایی نشده است.

2- فولاد ریختگی شبیه فولاد نیمه آرام

3- فولاد نیمه آرام: به این فولاد اکسیژن زداهایی از نظیر سیلیسیم به میزان کم در حدود 1/0 درصد اضافه می شود.

4- فولاد آرام: فولادی که اکسیژن آن به طور کامل توسط منگنز و سیلیسیم و یا آلومینیوم قبل از ریختن، زدوده شود. عملیات اکسیژن زدایی و پروسه های ساخت فولاد بر روی مشخصات و خواص فولاد تاثیر می گذارد.

تغییرات اکسیژن زدایی و پروسه های ساخت فولاد بر روی خواص فولاد تاثیر می گذارد. تغییرات مقدار کربن بیشترین تاثیر را بر روی خواص مکانیکی دارد. با افزایش مقدار کربن، سختی و استحکام فولاد نیز افزایش می یابد.

فولادهای ساده کربنی به چهار دسته تقسیم بندی می شوند که عبارتند از :

1- فولادهای کم کربن، Low Carbon Steel، با حداکثر 15/0 درصد کربن

2- فولادهای با کربن جزئی (معمولی)، Mild Steel، با 30/0-15/0 درصد کربن

3- فولادهای با کربن متوسط، Medium carbon steel، با 50/0-30/0 درصد کربن

4- فولادهای با کربن بالا (پرکربن)، High carbon steel، با 1-50/0 درصد کربن

1- فولادهای کم کربن:

درصد کربن این فولادها حداکثر 15/0% می باشد، در صنعت گاهی به فولادهای کششی نیز معروف می باشند. به علت اینکه تغییر طول نسبی بالایی دارند اکثراً به صورت ورقه های نازک تولید می شوند. و گاهی هم به صورت سیم و یا مفتول به کار می روند. همچنین این فولادها از خواص مغناطیسی بالا و از قابلیت جوشکاری خوبی برخوردار بوده و مشکل خاصی در جوشکاری ندارند. درمواردی که قطعات تحت عملیات حرارتی سختکاری سطحی قرار می گیرند کاربرد خوبی دارند. هر فلزی که جوش پذیری بهتری داشته باشد و به سادگی بتوان با آن به جوشی که خواص فلز جوش، منطقه HAZ و فلز پایه یکسان دست یافت. جوشکاری ساده تری دارد. اگر فلزی جوش پذیری خوبی داشته باشد، با کمترین دانش فنی، می توان آن را به خوبی جوش داد.

در فولادها معمولاً جوش پذیری را با کربن معادل ارتباط می دهند، اکثراً هر چه کربن معادل بالاتر باشد جوش پذیری کمتر می شود، چرا که هر چه کربن معادل بیشتر باشد، سختی پذیری بیشتر می شود. بنابراین احتمال ایجاد فاز مارتنزیت و ایجاد تردی در فولادها بیشتر می شود. بنابراین جوش پذیری کاهش می یابد. به عبارت دیگر اتصال این فولادها با کمتر از 15/0% کربن که به عنوان فولادهای کم کربن شناخته می شوند. با روشهای جوشکاری و لحیم کاری به آسانی انجام می شود.

این فولادها دارای سختی پذیری پایینی هستند. یک فولاد حاوی 15/0% کربن وقتی با سرعت بالا سرد شود قابلیت سخت شوندگی HRC40-30 را دارد.

2- فولاد با کربن جزئی

درصد کربن در این فولادها 30/0 % -15/0% می باشد و آنها را فولادهای نرم می نامند. این فولادها دارای جوش پذیری خوبی هستند. تغییر طول نسبی کمتری نسبت به فولاد کم کربن دارند، ولی استحکام کششی بهتری را دارند. معمولاً به صورت Plate دیده می شوند و گاهی اوقات به صورت نبشی و میلگرد نیز تولید می شوند. معرفترین فولاد از این دسته از فولادها، ST37 می باشد.

فولادهای کم کربن و کربن جزئی را به عنوان فولادهای ساختمانی می شناسند و در صنعت به آنها آهن آلات گفته می شود. جوشکاری با الکترود دستی معمول ترین روش جوشکاری فولادهای کم کربن و کربن جزئی می باشد، همینطور جوشکاری با قوس زیر پودری نیز دیگر روش معمول برای جوشکاری این دو نوع فولاد می باشد.

3- فولادهای کربن متوسط

درصد کربن در این فولادها 50/0 % -30/0% می باشد و تغییر چشم گیری در قابلیت جوش پذیری نسبت به دو گروه قبل دارند. فولادهای کربن متوسط به صورت گسترده ای در فولادهای ابزار مورد استفاده قرار می گیرند. بسیاری از این فولادها به دلیل مقاومت به سایش بالایی که دارند انتخاب می شوند. و جهت  خواص مطلوب بر روی آنها عملیات حرارتی آنها انجام می گیرد، جوشکاری ممکن است قبل از عملیات حرارتی نهایی صورت گیرد.

فولادهای حاوی حدوداً 30/0% کربن و مقادیر نسبتاً پایین منگنز دارای قابلیت جوشکاری خوبی می باشند. اگر فولاد دارای 50/0% کربن باشد و رویه های جوشکاری فولاد های نرم برای آن استفاده شود. بی شک در اثر جوشکاری ترک ایجاد می شود. همچنین هر گاه درصد کربن در فولاد افزایش یابد بایستی رویه های جوشکاری جهت جلوگیری از شکل گیری مقادیر بالای مارتنزیت در منطقه متاثر از حرارت طراحی شود.

4- فولادهای با کربن بالا

فولادهای با درصد کربن بالاتر از 50/0% فولاد های پرکربن هستند که قابلیت جوش پذیری خیلی ضعیف دارند. فولادهای کربن بالا معمولاً برای کاربردهایی که سختی و مقاومت به سایش بالایی نیاز است به کار می رود، این خواص با عملیات حرارتی حاصل می شوند.

فولادهاي كربنی

فولادهاي كربنی به آن دسته از فولادها گفته ميشود كه كربن اصلي ترين عنصز آلياژي آن باشد و عناصري نظير منگنز،سيليسيم و آلومينيم به ميزان كم در آن حضور داشته و فقط به منظور عمليات كيفي‌ (اكسيژن زدايي ،تلقيح و … ) به آن افزوده مي گردند.

كربن نقش اساسي را در افزايش استحكام فولادها ايفا ميكند و اين استحكام تا حد زيادي به ميزان كربن موجود در آلياژ بستگي دارد .

فولادهاي كربني را به سه دسته تقسيم ميكنند :

1-ميزان كربن پايين تر از 0.2%

2-ميزان كربن بين0.5 – 0.2 %

3- ميزان كربن بالاتر از 0.5 %

فولادهاي كربني كاربرد وسيعي درصنعت داشته و معمولا در حالت آنيل و يا نرماليزه به كار مي روند. ولي در موارد خاص در حالت سختكاري و تمپر شده نيز مورد استفاده قرار ميگيرند.

همچنين فولادهاي كم كربن بدليل خواص هدايت مغناطيسي كاربرد زيادي در صنعت برق دارند.

در فولادهايي كه به منظور دستيابي به سختي سطحي،تحت عمليات سمانتاسيون قرار ميگيرند. به علت ايجاد گراديان غلظتي از فولادهاي كم كربن استفاده ميشود.

تاثير عناصر آلياژي

كربن

در فولادهاي كربني ميزان كربن ممكن است از چند صدم درصد تا نزديك به 2% تغيير كند. افزايش ميزان كربن باعث بالا رفتن خواص سختي و استحكام فولاد ميگردد و مقدار پرليت را در ساختار ميكروسكپي افزايش ميدهد تا اينكه در 0.8 % كربن ساختار زمينه كاملا پرليتي خواهد شد. كربن نقش اساسي را در فولادها داراست و آبكاري آنها را ممكن مي سازد. فولاد كمتر از 0.2 % كربن عملا آبكاري نميشود. بيش از اين مقدار تا حدود 1.2% سختي فولاد پس از آبكاري به سرعت زياد مي شود. از اين حد به بعد،سختی فولاد افزايش نيافته و خصوصيات چكش خواری خود را از دست ميدهد.

منگنز

اين عنصر خاصيت اكسيژن زدايي خوبي دارد. اصولا ميزان منگنز در فولادهاي كربني بين 0.5 0.8 %ميباشد.

اين عنصر با آساني با گوگرد موجو در مذاب تركيب شده و سولفيد منگنز تشكيل ميدهد. و از تركيب گوگرد با آهن جلوگيري ميكند. به طور كلي بالا بودن مقدار منگنز باعث درشت شدن دانه هاي فولاد ميشو. در حضور منگنز عمليات آهنگري راحت تر انجام مي پذيرد. منگنز مقاومت و سختي را بالا برده و فولاد را جهت آبكاري آماده تر مي نمايد، منگنز اضافيي فولاد را شكننده ار ميكند.

گوگرد

گوگرد در فولاد بعنوان يك ناخالصي مضر محسوب ميشود. اين عنصر با آهن يك تركيب يوتكتيكي با نقطه ذوب پايين بنام سولفيد آهن ميدهد. از آنجا كه داراي نقطه ذوب پايي است در آخرين مراحل انجماد و در مرز دانه ها منجمد شده م باعث تردي و شكنندگي فولاد ميشود. همچنين اين تركيب با توجه به نقطه ذوب پاييني كه دارد در حين عمليات حرارتي، ذوب شده و باعث گسيختگي و ترك ميگردد.

وجود منگنز در فولاد به علت ميل تركيبي بيشتر آن با گوگرد نسبت به آهن باعث تركيب MnS ميگردد. MnS داراي نقطه ذوب بالاتري نسبت به FeS ميباشد (1610) و به همين دليل در اثر حضور منگنز، مسئله گسيختگي و ترك به حداقل مي رود.

عناصری نظير Be,Zr,Cr,Ti اثرات مخرب گوگرد را كاهش داده و يا ازبين مي برند و در مقابل عناصري نظير Ni,Co,Mo اثر مضر گوگرد را تشديد ميكنند. گوگرد اثرات بسيار مضری داشته و قابليت جوشكاری و مقاومت خوردگی را نيز كاهش ميدهند.

به همين دليل مقدار گوگرد در فولاد بايد بسيار محدود باشد. درصد گوگرد در فولاد بسته به نوع فولاد از 0.04 تا 0.06 % بوده و در فرآيند جوشكاري تا حد 0.02 % تقليل مي يابد.

كاهش مقدار گوگرد سبب افزايش مقاومت به ضريه ی فولاد مي شود.

فسفر

فسفر در آهن الفا (فريت) و آتن گاما (آستنينت) حل شده و تشكيل فسفيد آهن Fe3P و فاز Fe2P را ميدهد، فسفر در آهن به شدت حد الاستيك و حد گسيختگي را بالا برده و در حاليكه قابليت پلاستيسيته را بطور قابل توجهي كاهش ميدهد.

كاهش شكل پذيری در فولاد در اثر وجود فسفر خود به مقدار كربن موجود در فولاد بستگی داشته و هرچه مقدار آن بيشتر باشد اثر فسفر بر روی كاهش خاصيت پلاستيسيته بيشتر است براي اكثر فولادها ،فسفر يك ناخالصي محسوب مي گردد و مقدار درصو آن بسته به مرغوبيت فولاد ،نبايد از 0.0025 تا 0.05 % تجاوز كند.

كاربرد فولادهاي كربني ساده

در اين بخش، كاربرد فولادهاي كربنی ساده را در سه گروه كم كربن ،كربن متوسط و پر كربن مورد بررسي قرار میدهند.

گروه اول كه فولادهای ساده كم كربن میباشند. برای عموم قطعات مهندسی، ساختمان كشتی ها، راه آهن بكار ميروند. همچنين اين فولادها از خواص مغناطيسی بالا و قابليت جوشكاري خوبی برخوردار بوده و در مواردی كه قطعات تحت عمليات سختي سطحی قزاز ميگيرند، كاربرد خوبي دارند .

براي فولادهاي كربن متوسط ميتوان به صنايع حمل و نقل، راه آهن، ماشين آلات و دستگاه هاي نورد اشاره كرد. و همچنين وقتي كه سايش در حدی متوسط مدنظر باشد، مورد استفاده قرار ميگيرند.

در مواردي كه قطعات ريخته شده از سختي بالايي برخوردار باشند. فولادهاي ساده پر كربن كاربرد بسيار خوبي داشته و همچنين در ساخت غلطک ها، ابزارآلات ماشين های صنعتی، قطعات مقاوم به سايش نيز به كار مي روند.

اصولا در فولادهاي كربني ساده و عاری از هرگونه عنصر آلياژي، با زیاد شدن در صد كربن خواصی از قبيل چقرمگی و قابليت جوشكاری كاهش پيدا كرده و در مقابل استحكام آن افزايش مي يابد.

ساختار ميكروسكوپی

اگر يك فولاد ساده كربنی (كربن كمتر از 0.5%) را به آهستگی داخل يك قالب سرد كنيم، فاز دلتا اولين فاز جامدی است كه جوانه ميزند، در صورتي كه سيكل سرد كردن اين فولاد را ادامه دهيم، فاز آستنيت از فاز (مذاب + دلتا ) جوانه زده و با كاهش بيشتر درجه حرارت، آستنيت به فاز فريت به صورت ساختار ويدمن اشتاتن(widman eshtaten)تبديل مي گردد. در دماي يونكتوئيد، آستنيت باقيمانده به پرليت تحول یافته است.

ساختار نهايي قطعه : فريتي ويدمن اشتاتن (مناطق روشن) كه در مرزدانه هاي آستنيت رسوب كرده و لايه هاي تيره رنگ فريت و سمنتيت (پرليت) خواهد بود. به طور كلي اين فولاد در شرايط ريختگي از خواص پاييني برخوردار است. به همين دليل براي دستيابي به خواص مطلوب آن را داخل كوره تا دماي آستنيت حرارت می دهند كه ميزان دمای كوره به  كربن فولاد بستگی دارد، و سپس بسته به خواص مورد نياز آنرا با سرعت هاي متفاوت سرد ميكنند. در اثر اين عمل استحكام فولاد افزايش می يابد.

خواص مكانيكی فولادهای كربنی

گفتنی است، ميتوان فولادها كربنی با خواص استحكامی متنوعی از طريق عمليات حرارتی توليد كرد. با انتخاب تركيب شيميايی و عمليت حرارتي مناسب مجموعه ای از خواص نظير استحكام، سختی، انعطاف پذيری، مقاومت به خستگی و استحكام ضربه ای، قابل دسترس ميباشد. سختي بالا ،كاهش چقرمگی را به همراه دارد و بالعكس.

در فولادهای كربنی با توجه به تركيب شيميايی و عمليات حرارتی مناسب به استحكام كششی بالاتر از 980 N/mm2(نيوتون بر ميليمتر مربع ) نيز ميتوان دست يافت! استحكام كششی و سختی فولادهاي كربنی رابطه مستقيمی با انعطاف پذيری آنها دارد.

فولاد کم‌آلیاژ پراستحکام که گاه «ریزآلیاژ» نیز نامیده می‌شود، نوعی فولاد آلیاژی است که با افزودن مقدار اندکی از عناصر آلیاژی مانند وانادیم، کلمبیم و تیتانیم تهیه می‌شود و برتری‌هایی بر فولاد کربنی معمولی دارد.

به سبب استحکام زیاد ریزآلیاژها، این‌گونه فلزات را می‌توان در ساخت قطعات باریک به کار برد. در صنایعی که کاهش وزن در درجه اول توجه قرار دارد (مانند صنایع خودرو) استفاده از ریزآلیاژها رونق بیشتری دارد. استحکام محصولی که با این مواد ساخته می‌شود. بدون عملیات حرارتی از ۴۱۵ تا ۸۲۵ مگاپاسکال تغییر می‌کند.

با توجه به اینکه ریزآلیاژ در قطعه‌های فلزی باریک‌تر به کار می‌رود. خوردگی باعث کاهش چشمگیر استحکام در این‌گونه فلزات می‌شود. اما، می‌توان با افزودن فلزاتی همچون مس، سیلیکون، نیکل، کروم و فسفر بر مقاومت قطعه در برابر خوردگی جوی افزود که این امر خود مستلزم صرف هزینه‌است. گالوانیزه کردن، پوشش با روی و آبکاری‌های ضدزنگ دیگر می‌تواند ریزآلیاژها را در برابر خوردگی محافظت نماید.

ریزآلیاژها معمولاً محتوی ۰٫۱۵ تا ۰٫۵۵ درصد کربن، ۰٫۶ تا ۱٫۶۵ درصد منگنز، ۰٫۱۵ تا ۰٫۶۵ درصد سیلیکون و مقادیر اندکی از وانادیم، کلمبیم (نیوبیم)، تیتانیم یا نیکل و مولیبدن هستند. وانادیم، کلمبیم و تیتانیم‌کاربید و/یا نیتریدهایی تولید می‌کنند. که در اکثر دماهای فورجینگ در محلول جامد باقی می‌مانند. اما در فرایند سرد کردن که در سرعت‌های کنترل شده انجام می‌شود رسوب می‌شوند. پدیده رسوب سبب افزایش قدرت این فلزات پس از عملیات فورجینگ و سرد کردن کنترل شده می‌شود.

گروه‌هایی از ریزآلیاژها با نام «شکل پذیری بهبود یافته» (تولید شده با ASTM A۷۱۵ و ASTM A۶۵۶) استحکامی معادل با ۸۰٬۰۰۰ psi دارند. در حالیکه تنها با صرف ۲۴٪ هزینه بیشتر از فولاد کربنی غیرآلیاژی که استحکامی برابر psi ۳۴٬۰۰۰ دارد به این نیرو دست می‌یابیم. چون ریزآلیاژها باید با فلزات دیگر سازه‌ای مانند AISI ۱۰۱۰ و آلومینیم رقابت کنند، باید تا حد امکان ارزان باشند. اما ساختن چنین محصولی تا حد زیادی رؤیایی است. در محصول نهایی با افزایش و کاهش‌های متعددی روبرو می‌شویم که با توجه به نیاز خود باید مورد مناسب را استفاده کنیم. بعنوان مثال، افزایش قدرت از ۳۵٬۰۰۰ تا ۸۰٬۰۰۰ به کاهش ۳۰ تا ۴۰ درصدی شکل‌پذیری می‌انجامد.

ریزآلیاژهای عنوان شده در بالا اصولاً برای استفاده در صنعت خودرو و به خصوص در قسمت‌هایی ساخته شده‌اند. که کاهش وزن بدون از دست دادن قدرت اهمیت دارد. مثلاً قطعات شاسی، سیستم هدایت کننده و تعلیق، سپر و لاستیک نمونه‌هایی از استفاده اینگونه ریزآلیاژها در اتومبیل‌های سواری است.

در دستگاه‌هایی همچون جرثقیل، مخلوط‌کن بتن، ماشین‌های کشاورزی، کامیون‌ها، تریلرها، برج‌های انتقال قدرت، میل‌های ریزآلیاژی با حداقل قدرت ۵۰٬۰۰۰ تا ۷۰٬۰۰۰ استفاده می‌شوند. شکل دادن، کنده‌کاری، اره کردن و انجام ماشینکاری‌های دیگر بر روی ریزآلیاژها ۲۵ تا ۳۰ درصد بیشتر از فولادها انرژی می‌برد.

ریزآلیاژها بر خلاف اکثر فولادهای کربنی در مقابل خوردگی مقاومت زیادی دارند. برای مثال «فرشته شمال» در انگلستان (که به طور عمده از آلیاژی با نام COR-TEN که از مقدار اندکی مس تشکیل شده‌است، ساخته شده) نمونه بارزی از ریزآلیاژهای بی‌رنگ است. چگالی ریزآلیاژها معمولاً ۷۸۰۰kg/m³ است.

فولاد های کربنی:

فولاد های کربنی بیشترین تناژ تولید قطعات ریختگی فولادی را به خود اختصاص می دهد. این نوع فولاد ها متشکل از :کربن،منگنز،سیلیسیم،فسفر و گوگرد می باشند. کربن بیشترین تاثیر را در خواص مکانیکی قطعات تولیدی بر عهده داشته ،فسفر و گوگرد عناصر نامطلوب (به استثنا فولاد های خوش تراش که درصد گوگرد در آن را به منظور سهولت تراش فولاد،حدود 1 درصد در نظر می گیرند)می باشند. گوگرد از سیالیت مذاب فولاد کاسته و تمایل به ایجاد ترکهای حرارتی گرم را (که در جریان انجماد قطعه پیش می آید) افزایش می دهد. فسفر نیز موجب تنزل مقاومت قطعات ریختگی در مقابل ضربه شده و با افزایش مقدار آن در فولاد مقاومت قطعات در برابر ضربه شدیدا (به خصوص در درجات حرارتی پایین) کاهش می یابد. به دلایل فوق مجموع فسفر و گوگرد در فولاد نباید از مرز 1/0 درصد تجاوز نماید.

با افزایش مقدار کربن در فولاد، استحکام نهایی، سختی و تنش تسلیم قطعات افزایش یافته. و در مقابل از درصد ازدیاد طول نسبی، درصد کاهش سطح مقطع کششی و مقاومت در مقابل ضربه آنها کاسته می شود. منگنز در فولاد عنصر اکسیژن زدا بوده و نقش مهم دیگر آن (نظیر حالت چدنها) خنثی نمودن تاثیر مضر گوگرد (جلوگیری از پیدایش FeS) و کمک به ایجاد MnS است. به این منظور مقدار منگنز را بایستی بیش از مقدار S 71 /1 Mnدر نظر گرفت. مقدار منگنز در این نوع فولاد ها معمولا بین 3/0 تا 8/0 درصد است. سیلیسیم نیز نظیر منگنز عنصری اکسیژن زدا بوده و به منظور کنترل گاز های محتوی مذاب مورد استفاده قرار می گیرد. مقدار سیلیسیم در این نوع فولاد ها بین 2/0 تا 5/0 درصد است.

منگنز و سیلیسیم در فولاد به صورت محلول بوده لذا در زیر میکروسکوپ قابل رویت نیستند. هر دو این عناصر قابلیت سختی پذیری قطعات ریختگی را (در جریان عملیات حرارتی و سرد کردن) افزایش می دهد. سولفور منگنز به صورت فازی خاکستری رنگ در ساختار میکروسکوپی قطعات فولادی دیده می شود. فسفر برخلاف حالت چدن ها که به صورت فاز استدیت در ساختار میکروسکوپی قطعات قابل رویت است در قطعات فولادی به علت محلول بودن آن در فولاد قابل مشاهده نیست.

بسته به شرایط مصرف و ویژگی های فولاد های کربنی قطعات ریختگی را می توان در سه گروه زیر تقسیم بندی نمود:

گروه اول فولاد های ریختگی برای مقاصد عمومی نظیر پایه ها و اجزای غیر حساس ماشین آلات. گروه دوم برای مقاصد اختصاصی و تولید قطعات صنعتی و مهندسی نظیر شیر ها و اتصالات چرخ دنده ها … و گروه سوم قطعات برای مقاصد ویژه هستند. کار این گونه قطعات در تحت شرایط حساس بوده و رعایت اصول ایمنی و اطمینان از سلامت کار آنها ضروری است.

تفاوت گروههای فوق در میزان فسفر و گوگرد محتوی فولاد می باشد.

حداکثر مقدار مجاز گوگرد و فسفر در گروههای سه گانه فوق به قرار زیر است:

گروه اول : 05/0- 07/0 درصد گوگرد و 05/0 تا 08/0 درصد فسفر.

گروه دوم: 045/0 – 06/0 درصد گوگرد و 04/0 تا 07/0 درصد فسفر.

گروه سوم : 045/0 – 05/0 درصد گوگرد و 04/0 تا 05/0 درصد فسفر.

مقدار کربن، منگنز و سیلیسیم فولاد ها در سه گروه فوق یکسان بوده و خواص مکانیکی قطعات تولیدی نیز مشابه خواهد بود. ترکیب شیمیایی فولاد های ساده کربنی در محدوده زیر قرار می گیرند.

منگنز 5/0 – 0/1

سیلیسیم 2/0 – 8/0

فسفر حداکثر 05/0

گوگرد حداکثر 06/0

فولاد های کم کربن :

این فولاد ها معمولا محتوی 12/0 تا 2/0 درصد کربن، 35/0 تا 65/0 درصد منگنز، 15/0 تا 25/0 درصد سیلیسیم، حدود 06/0 درصد فسفر و نزدیک 05/0 درصد گوگرد هستند. این نوع فولاد ها دارای سیالیت کم و تمایل به ایجاد ترک های گرم در قطعات ریختگی می باشند. استحکام کششی این نوع فولاد ها در حالت نرماله شده حدود 40 تا 42 کیلوگرم بر میلیمتر مربع (394 تا 410 نیوتن بر میلیمتر مربع) و ازدیاد طول نسبی حدود 25 درصد می باشند. مصرف اصلی این نوع فولاد ها در صنایع الکتریکی و صنایع ماشین سازی نظیر ریل راه آهن، بدنه پاتیل ها و قاب بدنه موتور ها می باشد. این نوع فولاد ها به دلیل نرمی بدون عملیات حرارتی مورد مصرف قرار می گیرند.

فولاد های میان کربن :

محتوی 2/0 تا 5/0 درصد کربن،35/0 تا 8/0 درصد منگنز،2/0 تا 45/0 درصد سیلیسیم،03/0 تا 05/0 درصد فسفر و 03/0 تا 05/0 درصد گوگرد می باشند این نوع فولاد ها دارای مشخصه ریخته گری بهتری از فولاد های کم کربن بوده ،سیال تر و تمایل کمتری به ایجاد ترک های گرم در قطعات ریختگی دارند.استحکام کششی آنها بین 42 تا 55 کیلوگرم بر میلیمتر مربع (410 تا 540 نیوتن بر میلیمتر مربع) و ازدیاد طول نسبی 12 تا 23 درصد می باشند.مصرف اصلی این نوع فولاد ها در صنعت ماشین سازی و در تولید قطعات ریختگی کوچک، متوسط و بزرگ، صنایع حمل و نقل، دستگاههای نورد و ماشین های راهسازی و ساختمانی است. در میان انواع فولاد های ساده کربنی این نوع فولاد ها بیشترین مقدار مصرف را دارا می باشند.

فولاد های پر کربن :

این نوع فولاد ها محتوی 5/0 تا 6/1 درصد کربن، 5/0 تا 8/0 درصد منگنز،04/0 تا 05/0 درصد فسفر و 04/0 تا 05/0 درصد گوگرد هستند. این فولاد ها دارای سیالیت بالا و عدم تمایل به ترک های حرارتی گرم است. مصرف عمده این نوع فولاد ها در تولید قطعاتی نظیر غلتک های نورد گرم، چرخ دنده ها، قالب های اکستروژن قطعات مقاوم در مقابل سایش است.