Prema nivou sadržaja ugljika, ugljenični čelik zalivenjeopćenito se dijeli na čelik s niskim udjelom ugljika, čelik sa srednjim ugljikom i čelik s visokim ugljikom. Liveni ugljični čelici svih zemalja u svijetu općenito se klasificiraju prema njihovoj čvrstoći i formuliraju se odgovarajuće klase.
Što se tiče hemijskog sastava ugljeničnog čelika, osim fosfora i sumpora, nema ograničenja ili samo gornje granice za ostale hemijske elemente. Pod gornjom pretpostavkom, hemijski sastav livenog ugljeničnog čelika određen jelivnicaprema potrebnim mehaničkim svojstvima.
Metode toplinske obrade odljevaka od ugljičnog čelika obično su žarenje, normalizacija ili normalizacija + kaljenje. Za neke odljevke od visokougljičnog čelika također se može koristiti kaljenje i kaljenje, odnosno kaljenje + visokotemperaturno kaljenje, kako bi se poboljšala sveobuhvatna mehanička svojstva odljevaka od ugljičnog čelika. Mali odljevci od ugljičnog čelika mogu se direktno kaliti i temperirati iz stanja livenja. Za odljevke od ugljičnog čelika velikih razmjera ili složenog oblika, prikladno je izvršiti tretman kaljenjem i temperiranjem nakon normalizirajuće obrade.
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 rasponu hipoeutektoidnog čelika, kako se sadržaj ugljika povećava, relativna količina ferita se smanjuje, a relativna količina perlita povećava. Pri dostizanju eutektoidnog sastava svi su perlitni. U hipereutektoidnom rasponu, kako se sadržaj ugljika povećava, relativna količina proeutektoidnog cementita raste, a relativna količina perlita opada.
2) Utjecaj ugljika na mehanička svojstva ugljičnog čelika
Ugljik utiče na mehanička svojstva ugljičnog čelika utječući na relativne količine i karakteristike raspodjele svake strukturne komponente u mikrostrukturi. Općenito, kako se sadržaj ugljika povećava, tvrdoća ugljičnog čelika će se povećati, ali će se smanjiti njegova udarna energija i istezanje. Vlačna čvrstoća i granica popuštanja će se prvo povećati, a zatim smanjiti kako se povećava sadržaj ugljika u ugljičnom čeliku.
3) Utjecaj ugljika na performanse rezanja odljevaka od ugljičnog čelika
Čelik sa niskim udjelom ugljika ima veliku količinu ferita, nisku tvrdoću, dobru plastičnost i lako lijepljenje, tako da je njegov učinak rezanja relativno loš. Više cementita ima u visokougljičnim čelicima. Kada je cementit raspoređen u ljuspicama i mreži, alat se lako nosi, tako da je njegov učinak rezanja relativno loš. Odnos ferita i cementita u čeliku srednjeg ugljika je odgovarajući, tvrdoća i plastičnost su također umjereni, a učinak rezanja je bolji. Performanse rezanja su najbolje kada je opseg tvrdoće čeličnih odlivaka 180-230 HBW.
4) Uticaj ugljenika na performanse livenja ugljeničnog čelika
Na istoj temperaturi, fluidnost rastaljenog čelika s različitim sadržajem ugljika je različita. Zato što čelici s različitim sadržajem ugljika imaju različite stupnjeve razvoja u dendritima. Što je veći temperaturni interval zone kristalizacije (temperaturna razlika između linije likvidusa i linije solidusa), to su dendritski kristali ugljičnog čelika razvijeniji, odnosno lošija je fluidnost rastaljenog čelika, što rezultira sposobnost rastaljenog čelika da ispuni kalup.
