פעולת ההרכב הכימי בפלדה

1. פחמן (C). פחמן הוא היסוד הכימי החשוב ביותר המשפיע על דפורמציה פלסטית קרה של פלדה. ככל שתכולת הפחמן גבוהה יותר, כך חוזקה של הפלדה גבוה יותר, והפלסטיות הקרה נמוכה יותר. הוכח כי על כל עלייה של 0.1% בתכולת הפחמן, חוזק הכניעה עולה בכ-27.4 מגה פסקל; חוזק המתיחה עולה בכ-58.8 מגה פסקל; וההתארכות יורדת בכ-4.3%. לכן, לתכולת הפחמן בפלדה יש ​​השפעה רבה על ביצועי דפורמציה פלסטית קרה של הפלדה.

2. מנגן (Mn). מנגן מגיב עם תחמוצת ברזל בהתכת פלדה, בעיקר לצורך דה-חמצון של פלדה. מנגן מגיב עם גופרית ברזל בפלדה, מה שיכול להפחית את ההשפעה המזיקה של גופרית על פלדה. גופרית המנגן שנוצרת יכולה לשפר את ביצועי החיתוך של הפלדה. מנגן יכול לשפר את חוזק המתיחה וחוזק הכניעה של הפלדה, ולהפחית את הפלסטיות הקרה, דבר שלילי לעיוות הפלסטי הקר של הפלדה. עם זאת, למנגן יש השפעה שלילית על כוח העיוות, ההשפעה היא רק כרבע מכמות הפחמן. לכן, למעט דרישות מיוחדות, תכולת המנגן של פלדת פחמן לא צריכה לעלות על 0.9%.

3. סיליקון (Si). סיליקון הוא שארית של חומר דה-אוקסידייזר במהלך התכת פלדה. כאשר תכולת הסיליקון בפלדה עולה ב-0.1%, חוזק המתיחה עולה בכ-13.7 מגה-פסקל. כאשר תכולת הסיליקון עולה על 0.17% ותכולת הפחמן גבוהה, יש לכך השפעה רבה על הפחתת הפלסטיות הקרה של הפלדה. הגדלה נכונה של תכולת הסיליקון בפלדה מועילה לתכונות המכניות המקיפות של הפלדה, במיוחד לגבול האלסטיות, היא יכולה גם להגביר את עמידות הפלדה בפני שחיקה. עם זאת, כאשר תכולת הסיליקון בפלדה עולה על 0.15%, נוצרים במהירות תכלילים לא מתכתיים. גם אם פלדת סיליקון גבוהה עוברת חישול, היא לא תתרכך ותפחית את תכונות העיוות הפלסטי הקר של הפלדה. לכן, בנוסף לדרישות ביצועי החוזק הגבוהות של המוצר, יש להפחית את תכולת הסיליקון ככל האפשר.

4. גופרית (S). גופרית היא זיהום מזיק. הגופרית בפלדה תפריד את חלקיקי המתכת הגבישיים זה מזה ותגרום לסדקים. נוכחות גופרית גורמת גם לשבירות חמה וחלודה של פלדה. לכן, תכולת הגופרית צריכה להיות פחות מ-0.055%. פלדה באיכות גבוהה צריכה להיות פחות מ-0.04%.

5. זרחן (P). לזרחן יש אפקט הקשחה חזק בעבודה והפרדה חמורה בפלדה, מה שמגביר את שבירות הפלדה בקור והופך אותה לפגיעה לשחיקה חומצית. זרחן בפלדה יפגע גם ביכולת העיוות הפלסטי בקור ויגרום לסדיקה במוצר במהלך המתיחה. יש לשלוט בתכולת הזרחן בפלדה מתחת ל-0.045%.

6. יסודות סגסוגת אחרים. יסודות סגסוגת אחרים בפלדת פחמן, כגון כרום, מוליבדן וניקל, קיימים כזיהומים, אשר משפיעים על הפלדה בהרבה פחות מאשר פחמן, וגם התכולה שלהם קטנה ביותר.