Süsinik on kuumuskindlas valuterases kriitiline legeerelement. See mõjutab otseselt kõrge temperatuuri tugevust, roomamiskindlust, oksüdatsioonikäitumist, valatavust ja mikrostruktuuri stabiilsust.
Tüüpiline süsinikusisaldus kuumuskindlates valuterastes on vahemikus umbes 0,07 kuni 0,75 massiprotsenti, varieerudes suuresti olenevalt kvaliteedist ja rakendusest. Madalat süsinikusisaldust, umbes 0,07–0,15 protsenti, kasutatakse kõrge kroomisisaldusega martensiiterastes auruturbiinide korpuste jaoks, mis töötavad 600 kraadi Celsiuse järgi, kus on vaja head sitkust ja keevitatavust. Keskmised vahemikud 0,2–0,5 protsenti on levinud paljudes ahjukomponentide, väljalaskekollektorite ja reformertorude austeniitsete kuumuskindlate klasside puhul. Kõrge süsinikusisaldus kuni 0,75 protsenti esineb teatud nikkelkroomi klassides, mis on ette nähtud äärmuslikuks roomamiskindlaks kasutamiseks, näiteks etüleenist krakkimisahju torud.
Süsinik toimib peamiselt austeniidi stabilisaatorina ja karbiidi moodustajana. Kõrgetel temperatuuridel ühineb süsinik kroomi, nioobiumi, volframi ja muude karbiidi moodustavate elementidega, et luua stabiilseid sademeid, nagu M23C6 ja M7C3 tüüpi karbiidid. Need karbiidid kinnitavad terade piire, takistavad dislokatsiooni liikumist ja tugevdavad sademeid, mis parandab oluliselt roomamistugevust ja kõrge temperatuuri tõmbeomadusi.
Süsinikusisaldust tuleb aga hoolikalt tasakaalustada. Süsiniku tõstmine suurendab kõvadust ja toatemperatuuril voolavuspiiri, kuid vähendab plastilisust ja löögikindlust. Liigne süsinik põhjustab tera piiridel jämedaid karbiidivõrke, mis võivad materjali rabedaks muuta ja vähendada termilise väsimuskindlust. Kroomirikastes sulamites seob kõrge süsinikusisaldus ka kroomi karbiidides, vähendades potentsiaalselt saadaolevat kroomi, moodustades kaitsva Cr2O3 oksiidikihi, vähendades seeläbi oksüdatsioonikindlust. Sel põhjusel hoiavad kõrge temperatuuriga klassid, mis nõuavad suurepärast oksüdatsioonikindlust, sageli süsinikku mõõdukas vahemikus 0,2–0,4 protsenti, lisades samal ajal tugevaid karbiidimoodustajaid, nagu nioobium, et saavutada tugevnemine ilma liigset kroomi tarbimata.
Suurema süsiniku korral paraneb ka valatavus. Süsinik suurendab sulametalli voolavust, vähendab kokkutõmbumise poorsust ja aitab vältida kuuma rebenemist. See on eriti oluline keeruliste valuvormide puhul, nagu ahjurullid, restivardad ja reformertorud.
Tüüpilisteks näideteks on ZG40Cr25Ni20Si2, mis sisaldab ligikaudu 0,4 protsenti süsinikku tasakaalustatud tugevuse ja sitkuse tagamiseks, ja madala süsinikusisaldusega martensiitseid, mis sisaldavad 0,08–0,13 protsenti süsinikku, auruturbiinide jaoks. Optimaalse süsinikusisalduse määravad igal juhul konkreetne kasutustemperatuur, mehaanilised koormustingimused, korrosioonikeskkond ja komponentide nõutav eluiga.
