Hiilipitoisuuden mukaan hiiliteräs vartenvalujaetaan yleensä vähähiiliseen teräkseen, keskihiiliteräkseen ja korkeahiiliteräkseen.Kaikkien maailman maiden valuhiiliteräkset luokitellaan yleensä lujuuden mukaan ja muotoillaan vastaavat lajikkeet.
Hiiliteräksen kemiallisessa koostumuksessa, fosforia ja rikkiä lukuun ottamatta, muille kemiallisille alkuaineille ei ole rajoituksia tai vain ylärajat.Yllä olevan lähtökohdan mukaan valetun hiiliteräksen kemiallinen koostumus määräytyyvalimovaadittujen mekaanisten ominaisuuksien mukaan.
Hiiliteräsvalujen lämpökäsittelymenetelmät ovat yleensä hehkutus, normalisointi tai normalisointi + karkaisu.Joissakin hiiliteräsvaluissa voidaan käyttää myös karkaisua ja karkaisua, eli karkaisua + korkean lämpötilan karkaisua hiiliteräsvalujen kokonaisvaltaisten mekaanisten ominaisuuksien parantamiseksi.Pienet hiiliteräsvalut voidaan karkaista ja karkaista suoraan valutilasta.Suurikokoisille tai monimutkaisille hiiliteräsvaluille on tarkoituksenmukaista suorittaa karkaisu- ja karkaisukäsittely normalisoivan käsittelyn jälkeen.
Hiilen vaikutus hiiliteräksen mikrorakenteeseen ja ominaisuuksiin
1) Hiilen vaikutus hiiliteräksen rakenteeseen
Hiili on tärkein elementti, joka määrittää teräksen metallografisen rakenteen ja ominaisuudet.Hypoeutektoidisen teräksen alueella hiilipitoisuuden kasvaessa ferriitin suhteellinen määrä pienenee ja perliitin suhteellinen määrä kasvaa.Eutektoidisen koostumuksen saavuttaessa kaikki ovat perliittiä.Hypereutektoidisella alueella hiilipitoisuuden kasvaessa proeutektoidisen sementiitin suhteellinen määrä kasvaa ja perliitin suhteellinen määrä vähenee.
2) Hiilen vaikutus hiiliteräksen mekaanisiin ominaisuuksiin
Hiili vaikuttaa hiiliteräksen mekaanisiin ominaisuuksiin vaikuttamalla kunkin rakenneosan suhteellisiin määriin ja jakautumisominaisuuksiin mikrorakenteessa.Yleisesti ottaen hiilipitoisuuden kasvaessa hiiliteräksen kovuus kasvaa, mutta sen iskuenergia ja venymä pienenevät.Vetolujuus ja myötöraja ensin kasvavat ja sitten laskevat hiiliteräksen hiilipitoisuuden kasvaessa.
3) Hiilen vaikutus hiiliteräsvalujen leikkauskykyyn
Vähähiilisessä teräksessä on paljon ferriittiä, alhainen kovuus, hyvä plastisuus ja helppo tarttuvuus, joten sen leikkausteho on suhteellisen huono.Korkeahiilisessä teräksessä on enemmän sementiittiä.Kun sementiitti jakautuu hiutaleena ja verkostona, työkalu on helppo käyttää, joten sen leikkausteho on suhteellisen heikko.Keskihiilisessä teräksessä ferriitin ja sementiitin suhde on sopiva, myös kovuus ja plastisuus ovat kohtalaisia ja leikkausteho on parempi.Leikkausteho on paras, kun teräsvalujen kovuusalue on 180-230 HBW.
4) Hiilen vaikutus hiiliteräksen valukykyyn
Samassa lämpötilassa eri hiilipitoisuuden omaavan sulan teräksen juoksevuus on erilainen.Koska eri hiilipitoisilla teräksillä on erilainen kehitysaste dendriiteissä.Mitä suurempi kiteytysvyöhykkeen lämpötilaväli (likvidusviivan ja solidusviivan välinen lämpötilaero), sitä kehittyneempiä ovat hiiliteräksen dendriittiset kiteet, eli sitä huonompi sulan teräksen juoksevuus, mikä johtaa sulan teräksen kyky täyttää muotti.
