Nelegirani čelik

**Nelegirani čelik** (karbonski, ugljični ili ugljenični) je čelik običnog kvaliteta, i tu se svrstava pretežno prema mehaničkim svojstvima, te se koristi za slabije opterećene dijelove strojeva, uređaja, vozila ili za šipke i rešetke. Svi ugljični čelici običnog kvaliteta primjenjuju se u sirovom stanju (bez toplinske obrade). Najvažniji prateći element kod ugljičnih čelika je ugljik. Njegov se sadržaj kreće u granicama obično od 0,1 do 0,6 % (maseni udio). Sadržaj ostalih pratećih elemenata se približno kreće do: 0,5 % silicij, 0,1 % aluminij, 0,8 % mangan, 0,1 titanij, 0,05 % sumpor, 0,25 bakar (iz otpada pri dobivanju čelika) i 0,05 % fosfor.

## Vrste ugljičnih čelika
Ugljični čelici se uglavnom dijele na niskougljične, srednjeugljične i visokougljične čelike.

### Niskougljični čelici
Niskougljični čelici imaju uglavnom feritnu mikrostrukturu, a svojstvima su bliski čistom željezu, što se ogleda u mogućnostima njihova zavarivanja, dok im je glavni nedostatak nemogućnost postizanja visoke tvrdoće kaljenjem. Primjenjuju se za izradu konstrukcija, pa se za njih upotrebljava i naziv konstrukcijski čelici. Niskougljični čelici su najzastupljeniji čelici na tržištu zbog svoje relativno niske cijene, a mogu se iskoristiti za mnoge primjene. Niskougljični čelici imaju sadržaj ugljika od 0,05% do 0,25%.

**Meki čelici** imaju sadržaj ugljika od 0,16% do 0,29%, pa po svojim svojstvima nisu ni suviše krti, ni suviše žilavi. Oni nemaju veliku vlačnu čvrstoću, ali su jeftini i laki za obradu, dok se površini može povećati tvrdoća cementacijom. Gustoća im je oko 7 850 kg/m<sup>3</sup>, a Youngov modul elastičnosti je 210 GPa.

### Srednjougljični čelici
Srednjougljični čelici imaju miješanu, perlitno–feritnu strukturu. Nasuprot niskougljičnim čelicima, imaju veću čvrstoću i tvrdoću, te manju žilavost i istezljivost. Veća količina ugljika otežava zavarivanje, no omogućuje kaljenje. Uglavnom se primjenjuju za izradbu konstrukcijskih elemenata.

Srednje ugljični čelici (0,25 - 0,60% ugljika) koriste se uglavnom u normaliziranom stanju, a u poboljšanom stanju služe za dijelove manjih presjeka. Čelici sa 0,5 - 0,6% ugljika primjenjuju se za dijelove otporne na trošenje, kao npr. zupčanici, pužni transporteri, ekscentri, klinovi. Sitni strojni dijelovi izrađuju se također od srednje ugljičnih čelika isporučenih u obliku limova, traka, žica, vučenih ili hladno valjanih šipki.

### Visokougljični čelici
Visokougljični čelici imaju perlitno–cementitnu strukturu, koja je glavni uzrok povećanoj tvrdoći, ali i smanjenoj žilavosti i istezljivosti. Široku primjenu imaju u izradi alata, zbog iznimno dobre kaljivosti, ali smanjenoj rastezljivosti, a samim time i u izradbi konstrukcija. Visokougljični čelici imaju sadržaj ugljika od 0,6% do 1,7% (maseni udio).

### Građevinski čelici
Građevinski čelici uglavnom su meki (niskougljični C 3 ili Ac1 za 1 sat; ovo osigurava da se sav ferit transformiše u austenit (iako se cementit može održati ako je sadržaj ugljenika veći od eutektoida). Čelik se, zatim, mora polako hladiti, za 38&nbsp;°C (100&nbsp;°F) po satu. Najčešće se hladi zajedno sa peći, gdje se peć ugasi sa čelikom koji je još unutar nje. Ovo rezultira grubom perlitnom strukturom. Potpuno kaljeni čelik je mekan i duktilan. Samo sferoidizirani čelik je mekši i duktilniji.
* **Normalizacija**: ugljični čelik se zagrijava za oko 55&nbsp;°C više od Ac3 ili Acm na 1 sat; ovo omogućava da se čelik u potpunosti transformiše u austenit. Čelik se, zatim, hladi zrakom, sa opadanjem temperature za 38&nbsp;°C (100&nbsp;°F) po minuti. Ovo rezultuje finom, uniformnom perlitnom strukturom. Normalizovani čelik ima veću jačinu od kaljenog čelika; ima relativno visoku jačinu i duktilnost.

## Veze
* Zavarivanje

## Reference