Die Leistung von Kohlenstoffstahl hängt hauptsächlich vom Kohlenstoffgehalt und der Mikrostruktur des Stahls ab. Im geglühten bzw. warmgewalzten Zustand nimmt die Festigkeit und Härte des Stahls mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt zu. Allerdings werden seine Plastizität und Schlagzähigkeit verringert und die Schweißbarkeit und Kaltbiegbarkeit werden verschlechtert. Daher begrenzt der in Ingenieurbauwerken verwendete Stahl häufig den Kohlenstoffgehalt.
Restelemente und Verunreinigungselemente wie Mangan, Silizium, Nickel, Phosphor, Schwefel, Sauerstoff, Stickstoff usw. im Kohlenstoffstahl wirken sich ebenfalls auf die Eigenschaften von Kohlenstoffstahl aus. Diese Effekte verstärken sich manchmal gegenseitig und manchmal heben sie sich gegenseitig auf. Zum Beispiel:
1 Schwefel, Sauerstoff und Stickstoff können die Heißsprödigkeit von Stahl erhöhen, und die richtige Menge Mangan kann die Heißsprödigkeit verringern oder teilweise ausgleichen.
2 Restelemente verringern die Schlagzähigkeit von Stahl und erhöhen die Kaltsprödigkeit, außer Mangan und Nickel.
3 Zusätzlich zur Verringerung der Festigkeit von Schwefel und Sauerstoff erhöhen andere Verunreinigungselemente die Festigkeit des Stahls in unterschiedlichem Maße.
4 Fast alle Verunreinigungselemente können die Plastizität und Schweißbarkeit von Stahl beeinträchtigen.
Wasserstoff kann viele schwerwiegende Mängel im Stahl verursachen, wie z. B. weiße Flecken, Punktseigerung, Wasserstoffversprödung, Blasenbildung an der Oberfläche und Risse in der Schweißwärmeeinflusszone. Um die Qualität des Stahls sicherzustellen, ist es notwendig, den Wasserstoffgehalt im Stahl so weit wie möglich zu reduzieren. Restelemente wie Aluminium, die desoxidiert werden, können die Alterungsneigung von kohlenstoffarmem Stahl verringern, außerdem können sie die Körner verfeinern und die Zähigkeit von Stahl bei niedrigen Temperaturen verbessern. Aber der Rest sollte nicht zu viel sein. Die durch die Ladung eingebrachten Restelemente wie Nickel, Chrom, Molybdän, Kupfer usw. können die Härtbarkeit des Stahls erhöhen, wenn diese hoch ist, sind jedoch für Spezialstähle, die eine hohe Plastizität erfordern, von Nachteil.
