اثر ترکیب شیمیایی در فولاد

1. کربن (C) .کربن مهمترین عنصر شیمیایی موثر بر تغییر شکل پلاستیک سرد فولاد است.هر چه محتوای کربن بیشتر باشد، استحکام فولاد بیشتر و انعطاف پذیری سرد کمتر است.ثابت شده است که به ازای هر 0.1٪ افزایش در محتوای کربن، قدرت تسلیم حدود 27.4 مگاپاسکال افزایش می یابد.استحکام کششی حدود 58.8 مگاپاسکال افزایش می یابد.و ازدیاد طول حدود 4.3 درصد کاهش می یابد.بنابراین محتوای کربن در فولاد تأثیر زیادی بر عملکرد تغییر شکل پلاستیک سرد فولاد دارد.

2. منگنز (Mn).منگنز با اکسید آهن در ذوب فولاد واکنش می دهد، عمدتا برای اکسید زدایی فولاد.منگنز با سولفید آهن در فولاد واکنش می دهد که می تواند اثرات مضر گوگرد بر فولاد را کاهش دهد.سولفید منگنز تشکیل شده می تواند عملکرد برش فولاد را بهبود بخشد.منگنز می تواند استحکام کششی و استحکام تسلیم فولاد را بهبود می بخشد، انعطاف پذیری سرد را کاهش می دهد، که برای تغییر شکل پلاستیک سرد فولاد نامطلوب است.با این حال، منگنز اثر نامطلوبی بر نیروی تغییر شکل دارد. این اثر تنها حدود 1/4 کربن است.بنابراین، به جز موارد خاص، محتوای منگنز فولاد کربنی نباید از 0.9٪ تجاوز کند.

3. سیلیکون (Si).سیلیکون باقیمانده اکسید کننده در هنگام ذوب فولاد است.هنگامی که محتوای سیلیکون در فولاد 0.1٪ افزایش می یابد، استحکام کششی حدود 13.7 مگاپاسکال افزایش می یابد.هنگامی که محتوای سیلیکون از 0.17٪ بیشتر شود و محتوای کربن بالا باشد، تأثیر زیادی در کاهش انعطاف پذیری سرد فولاد دارد.افزایش صحیح محتوای سیلیکون در فولاد برای خواص مکانیکی جامع فولاد، به ویژه حد الاستیک مفید است، همچنین می تواند مقاومت فرسایشی فولاد را افزایش دهد.با این حال، زمانی که محتوای سیلیکون در فولاد بیش از 0.15٪ باشد، اجزای غیر فلزی به سرعت تشکیل می شوند.حتی اگر فولاد سیلیکونی بالا آنیل شود، نرم نمی شود و خواص تغییر شکل پلاستیک سرد فولاد را کاهش نمی دهد.بنابراین، علاوه بر الزامات عملکردی با استحکام بالا، محتوای سیلیکون نیز باید تا حد امکان کاهش یابد.

4. گوگرد (S).گوگرد یک ناخالصی مضر است.گوگرد موجود در فولاد ذرات کریستالی فلز را از یکدیگر جدا کرده و باعث ایجاد ترک می شود.وجود گوگرد همچنین باعث شکنندگی گرم و زنگ زدگی فولاد می شود.بنابراین، میزان گوگرد باید کمتر از 0.055٪ باشد.فولاد با کیفیت بالا باید کمتر از 0.04٪ باشد.

5. فسفر (P).فسفر دارای اثر سخت کاری قوی و جداسازی جدی در فولاد است که باعث افزایش شکنندگی سرد فولاد می شود و فولاد را در برابر فرسایش اسیدی آسیب پذیر می کند.فسفر موجود در فولاد نیز توانایی تغییر شکل پلاستیک سرد را بدتر کرده و باعث ترک خوردن محصول در حین کشش می شود.میزان فسفر در فولاد باید زیر 0.045٪ کنترل شود.

6. سایر عناصر آلیاژی.سایر عناصر آلیاژی در فولاد کربنی مانند کروم، مولیبدن و نیکل به صورت ناخالصی وجود دارند که تأثیر بسیار کمتری بر فولاد نسبت به کربن دارند و محتوای آن نیز بسیار کم است.