С развитием науки и техники и промышленности к материалам предъявляются более высокие требования, такие как более высокая прочность, устойчивость к высоким температурам, высокому давлению, низкой температуре, коррозионная стойкость, износостойкость и другие особые физико-химические свойства. Углеродистая сталь уже не может полностью соответствовать этим требованиям. Эксплуатационные характеристики углеродистой стали в основном имеют следующие недостатки:
(1) Как правило, максимальный диаметр закалки углеродистой стали, закаленной в воде, составляет всего 10 мм-20мм из-за низкой прокаливаемости.
(2) Прочность и предел текучести относительно низкие. Например, σ s обычной углеродистой стали Q235 составляет 235 МПа, тогда как σ s низколегированной конструкционной стали 16Mn превышает 360 МПа. σ s/σ b стали 40 составляет всего 0,43, что намного ниже.
(3) Низкая стабильность при отпуске: из-за плохой стабильности при отпуске углеродистая сталь требует более низкой температуры отпуска для обеспечения более высокой прочности во время закалки и отпуска, что приводит к снижению вязкости стали; для обеспечения хорошей вязкости прочность низкая при использовании высокой температуры отпуска, поэтому комплексный уровень механических характеристик углеродистой стали невысок.
(4) Углеродистая сталь часто имеет плохую стойкость к окислению, коррозионную стойкость, жаропрочность, стойкость к низким температурам, износостойкость и особые электромагнитные свойства, которые не могут соответствовать требованиям специальных эксплуатационных характеристик.