Почему углерод делает сталь прочнее и как это связано с ее плотностью?

Углерод делает сталь прочнее, замедляя движение дислокаций. 1 Это частичные сдвиги слоёв атомов, которые могут скользить в металле со скоростью звука и делают железо мягким. 1 Углерод, находящийся в стали в виде твёрдого раствора, замедляет это движение и делает сталь прочнее железа. 1

С плотностью углерод не связан, но известно, что современные углеродистые сплавы могут иметь высокую прочность при сравнительно низкой плотности. 4 Это делает их идеальными для использования в автомобильной и аэрокосмической промышленности, где важны оба этих параметра. 4

При этом избыток углерода делает металл более хрупким. 1 Также увеличение содержания углерода в стали снижает её пластичность, что означает, что она становится менее способной сгибаться или деформироваться без разрушения. 5