Karbon ialah unsur pengaloian kritikal dalam keluli tuang tahan haba. Ia secara langsung mempengaruhi kekuatan suhu tinggi, rintangan rayapan, tingkah laku pengoksidaan, kebolehtuangan, dan kestabilan mikrostruktur.
Kandungan karbon biasa dalam keluli tuang tahan haba berjulat dari kira-kira 0.07 hingga 0.75 peratus mengikut berat, berbeza secara meluas mengikut gred dan penggunaan. Paras karbon rendah sekitar 0.07 hingga 0.15 peratus digunakan dalam keluli martensit kromium tinggi untuk selongsong turbin stim yang beroperasi berhampiran 600 darjah Celsius, di mana keliatan dan kebolehkimpalan yang baik diperlukan. Julat pertengahan 0.2 hingga 0.5 peratus adalah biasa dalam kebanyakan gred tahan haba austenit untuk komponen relau, manifold ekzos dan tiub reformer. Paras karbon tinggi sehingga 0.75 peratus muncul dalam gred kromium nikel tertentu untuk aplikasi kalis rayapan melampau seperti tiub relau retak etilena.
Karbon berfungsi terutamanya sebagai penstabil austenit dan pembentuk karbida. Pada suhu tinggi, karbon bergabung dengan kromium, niobium, tungsten dan unsur pembentuk karbida lain untuk menghasilkan mendakan yang stabil seperti karbida jenis M23C6 dan M7C3. Karbida ini menyematkan sempadan butiran, menghalang pergerakan terkehel, dan memberikan pengukuhan kerpasan, yang dengan ketara meningkatkan kekuatan pecah rayapan dan sifat tegangan suhu tinggi.
Walau bagaimanapun, kandungan karbon mesti seimbang dengan teliti. Menaikkan karbon meningkatkan kekerasan dan kekuatan hasil suhu bilik tetapi mengurangkan kemuluran dan keliatan impak. Karbon yang berlebihan membawa kepada rangkaian karbida kasar pada sempadan bijian, yang boleh mengoyakkan bahan dan mengurangkan rintangan lesu terma. Dalam aloi kaya kromium, karbon tinggi juga mengikat kromium dalam karbida, berpotensi mengurangkan kromium yang tersedia untuk membentuk lapisan pelindung Cr2O3 oksida, dengan itu mengurangkan rintangan pengoksidaan. Atas sebab ini, gred suhu tinggi yang memerlukan rintangan pengoksidaan yang sangat baik selalunya mengekalkan karbon dalam julat sederhana 0.2 hingga 0.4 peratus sambil menambah pembentuk karbida yang kuat seperti niobium untuk mencapai pengukuhan tanpa menggunakan lebihan kromium.
Kebolehtuangan juga bertambah baik dengan karbon yang lebih tinggi. Karbon meningkatkan kecairan logam cair, mengurangkan keliangan pengecutan, dan membantu mengelakkan koyakan panas. Ini amat penting untuk bentuk tuang yang kompleks seperti gulungan relau, bar parut dan tiub reformer.
Contoh biasa termasuk ZG40Cr25Ni20Si2 dengan kira-kira 0.4 peratus karbon untuk kekuatan dan keliatan yang seimbang, dan gred martensit karbon rendah yang mengandungi 0.08 hingga 0.13 peratus karbon untuk aplikasi turbin stim. Dalam semua kes, kandungan karbon optimum ditentukan oleh suhu perkhidmatan khusus, keadaan pemuatan mekanikal, persekitaran kakisan dan hayat komponen yang diperlukan.
