Τα κύρια συστατικά των χαλύβδινων στοιχείων είναι τα εξής:
1. Άνθρακας (C): Η περιεκτικότητα σε άνθρακα του χάλυβα αυξάνεται, το σημείο διαρροής και η αντοχή σε εφελκυσμό αυξάνονται, αλλά η πλαστικότητα και η κρούση μειώνονται. Όταν η περιεκτικότητα σε άνθρακα υπερβαίνει το 0.23 τοις εκατό , η απόδοση συγκόλλησης του χάλυβα επιδεινώθηκε, επομένως η περιεκτικότητα σε άνθρακα του δομικού χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα για συγκόλληση γενικά δεν υπερβαίνει το 0.20 τοις εκατό . Η υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα θα μειώσει επίσης την ατμοσφαιρική αντοχή στη διάβρωση του χάλυβα, ο χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα στο ανοιχτό πεδίο είναι εύκολο να σκουριάσει. Επιπλέον, ο άνθρακας μπορεί να αυξήσει την ψυχρή ευθραυστότητα και την ευαισθησία του χάλυβα σε γήρανση.
2. πυρίτιο (Si): Το πυρίτιο προστίθεται ως αναγωγικός παράγοντας και αποοξειδωτικός παράγοντας στη διαδικασία κατασκευής του χάλυβα, επομένως ο ηρεμιστικός χάλυβας περιέχει 0.15-0.30 τοις εκατό πυρίτιο. Το πυρίτιο θεωρείται στοιχείο κράματος εάν ο χάλυβας περιέχει περισσότερο από 0,50 έως 0,60 τοις εκατό πυρίτιο. Το πυρίτιο μπορεί να αυξήσει σημαντικά το όριο ελαστικότητας, το σημείο διαρροής και την αντοχή σε εφελκυσμό του χάλυβα, επομένως χρησιμοποιείται ευρέως ως χάλυβας ελατηρίου. Η προσθήκη 1.0-1.2 τοις εκατό πυριτίου σε σβησμένο και σκληρυμένο δομικό χάλυβα μπορεί να αυξήσει την αντοχή κατά 15-20 τοις εκατό . Ο συνδυασμός ΠΥΡΙΤΙΟΥ και μολυβδαινίου, βολφραμίου, χρωμίου κ.λπ., έχει ως αποτέλεσμα τη βελτίωση της αντοχής στη διάβρωση και την αντίσταση στην οξείδωση και μπορεί να κάνει ανθεκτικό στη θερμότητα χάλυβα. Χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα ΠΟΥ ΠΕΡΙΕΧΕΙ 1-4 τοις εκατό πυρίτιο, με πολύ υψηλή μαγνητική αγωγιμότητα, που χρησιμοποιείται στην ηλεκτρική βιομηχανία ως φύλλο χάλυβα πυριτίου. Η αύξηση του πυριτίου θα μειώσει την απόδοση συγκόλλησης του χάλυβα.
3. μαγγάνιο (Mn): στη διαδικασία παραγωγής χάλυβα, το μαγγάνιο είναι καλός αποοξειδωτικός και αποθειωτής, ο γενικός χάλυβας περιέχει μαγγάνιο 0.30-0.50 τοις εκατό . Όταν ο ανθρακούχος χάλυβας προστίθεται περισσότερο από 0,70 τοις εκατό, ακόμη και αν ο "ατσάλι μαγγανίου", ο χάλυβας της γενικής ποσότητας χάλυβα όχι μόνο έχει αρκετή σκληρότητα, αλλά έχει επίσης υψηλότερη αντοχή και σκληρότητα, βελτιώνει την ικανότητα σβέσης του χάλυβα, βελτιώνει το ζεστό Η απόδοση λειτουργίας του χάλυβα, όπως ο χάλυβας 16Mn είναι 40 τοις εκατό υψηλότερη από το σημείο απόδοσης Α3. Μαγγάνιο 11-14 τοις εκατό ΧΑΛΥΒΑ με πολύ ΥΨΗΛΗ αντοχή στη φθορά, που χρησιμοποιείται για κουβά εκσκαφέα, επενδύσεις σφαιρόμυλων κ.λπ. Η αύξηση του μαγγανίου θα αποδυναμώσει την αντίσταση στη διάβρωση του χάλυβα και θα μειώσει την απόδοση συγκόλλησης.
4. φώσφορος (P): γενικά, ο φώσφορος είναι ένα επιβλαβές στοιχείο στον χάλυβα, αυξάνει την ψυχρή ευθραυστότητα του χάλυβα, κάνει την απόδοση συγκόλλησης κακή, μειώνει την πλαστικότητα, κάνει την απόδοση κρύας κάμψης κακή. Επομένως, η περιεκτικότητα σε φώσφορο στον χάλυβα απαιτείται συνήθως να είναι μικρότερη από 0,045 τοις εκατό και ο χάλυβας υψηλής ποιότητας απαιτείται να είναι χαμηλότερος.
5. θείο (S): Το θείο είναι συνήθως ένα επιβλαβές στοιχείο. Κάνει το ατσάλι θερμό εύθραυστο, μειώνει την ολκιμότητα και τη σκληρότητα του χάλυβα και προκαλεί ρωγμές κατά τη σφυρηλάτηση και την έλαση. Το θείο είναι επίσης επιζήμιο για την απόδοση της συγκόλλησης και μειώνει την αντίσταση στη διάβρωση. Επομένως, η περιεκτικότητα σε θείο συνήθως απαιτείται να είναι μικρότερη από 0.055 τοις εκατό και υψηλής ποιότητας χάλυβας απαιτείται να είναι μικρότερη από 0,040 τοις εκατό. Η προσθήκη 0.08-0.20 τοις εκατό θείου στον χάλυβα μπορεί να βελτιώσει τη μηχανική ικανότητα, που συνήθως ονομάζεται χάλυβας ελεύθερης κοπής.
6. Χρώμιο (Cr): Σε δομικούς χάλυβες και χάλυβες εργαλείων, το χρώμιο μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την αντοχή, τη σκληρότητα και την αντοχή στη φθορά, αλλά ταυτόχρονα να μειώσει την πλαστικότητα και τη σκληρότητα. Το χρώμιο μπορεί να βελτιώσει την αντίσταση στην οξείδωση και τη διάβρωση του χάλυβα, επομένως είναι ένα σημαντικό στοιχείο κράματος από ανοξείδωτο χάλυβα και ανθεκτικό στη θερμότητα χάλυβα.
7. νικέλιο (Ni): το νικέλιο μπορεί να βελτιώσει την αντοχή του χάλυβα και να διατηρήσει καλή πλαστικότητα και σκληρότητα. Το νικέλιο έχει υψηλή αντοχή στη διάβρωση σε οξέα και αλκάλια, αντοχή στη σκουριά και αντοχή στη θερμότητα σε υψηλή θερμοκρασία. Ωστόσο, καθώς το νικέλιο είναι σπάνιος πόρος, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται άλλα στοιχεία κράματος αντί του χάλυβα νικελίου χρωμίου.
8. μολυβδαίνιο (Mo): το μολυβδαίνιο μπορεί να κάνει ραφινάρισμα κόκκων χάλυβα, να βελτιώσει τη σκληρυνσιμότητα και την απόδοση θερμικής αντοχής, σε υψηλή θερμοκρασία για να διατηρήσει επαρκή αντοχή και αντιολισθητική ικανότητα (μακροχρόνια πίεση σε υψηλή θερμοκρασία, παραμόρφωση, που ονομάζεται ερπυσμός). Οι μηχανικές ιδιότητες του δομικού χάλυβα μπορούν να βελτιωθούν με την προσθήκη μολυβδαινίου. Μπορεί επίσης να εμποδίσει την ευθραυστότητα του κράματος χάλυβα που προκαλείται από τη φωτιά. Η ερυθρότητα μπορεί να βελτιωθεί στον χάλυβα εργαλείων.
9. τιτάνιο (Ti): το τιτάνιο είναι ένας ισχυρός αποοξειδωτικός παράγοντας στον χάλυβα. Μπορεί να κάνει την εσωτερική δομή του χάλυβα συμπαγή και να βελτιώσει τη δύναμη των κόκκων. Μειώστε την ευαισθησία στο χρόνο και την ευθραυστότητα στο κρύο. Βελτιώστε την απόδοση συγκόλλησης. Η διακοκκώδης διάβρωση μπορεί να αποφευχθεί με την προσθήκη κατάλληλου τιτανίου στον ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα Cr 18 Ni 9.
10. βανάδιο (V): το βανάδιο είναι εξαιρετικός αποοξειδωτικός χάλυβας. Η προσθήκη 0,5 τοις εκατό βαναδίου στον χάλυβα μπορεί να βελτιώσει τη μικροδομή των κόκκων, να βελτιώσει την αντοχή και τη σκληρότητα. Τα καρβίδια που σχηματίζονται από το βανάδιο και τον άνθρακα μπορούν να βελτιώσουν την αντίσταση στη διάβρωση του υδρογόνου υπό υψηλή θερμοκρασία και πίεση.
11. Βολφράμιο (W): Το βολφράμιο έχει υψηλό σημείο τήξης και είναι ένα πολύτιμο στοιχείο κράματος. Το καρβίδιο βολφραμίου που σχηματίζεται από βολφράμιο και άνθρακα έχει υψηλή σκληρότητα και αντοχή στη φθορά. Η προσθήκη βολφραμίου στον χάλυβα εργαλείων μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την κόκκινη ακαμψία και τη θερμική αντοχή, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως εργαλεία κοπής και μήτρες σφυρηλάτησης.
12.νιόβιο (Nb): Το νιόβιο μπορεί να εξευγενίσει τον κόκκο και να μειώσει την ευαισθησία υπερθέρμανσης και την ευθραυστότητα μετριασμού του χάλυβα, να βελτιώσει την αντοχή, αλλά η πλαστικότητα και η σκληρότητα μειώθηκαν. Η προσθήκη νιοβίου σε συνηθισμένο χάλυβα χαμηλού κράματος μπορεί να βελτιώσει την αντίσταση στην ατμοσφαιρική διάβρωση και στη διάβρωση υδρογόνου, αζώτου και αμμωνίας σε υψηλή θερμοκρασία. Το νιόβιο μπορεί να βελτιώσει την απόδοση συγκόλλησης. Η διακοκκώδης διάβρωση μπορεί να αποφευχθεί με την προσθήκη νιοβίου στον ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα.
13.cobalt (Co): Το κοβάλτιο είναι ένα σπάνιο πολύτιμο μέταλλο, που χρησιμοποιείται κυρίως σε ειδικό χάλυβα και κράμα, όπως θερμό χάλυβα και μαγνητικά υλικά.
14. Χαλκός (Cu): Ο χάλυβας που εξευγενίζεται από μετάλλευμα Daye στη WisCO περιέχει συχνά χαλκό. Ο χαλκός μπορεί να βελτιώσει την αντοχή και τη σκληρότητα, ειδικά για την ατμοσφαιρική διάβρωση. Το μειονέκτημα είναι ότι είναι εύκολο να παραχθεί θερμή ευθραυστότητα κατά τη διάρκεια της θερμής κατεργασίας και η πλαστικότητα μειώνεται σημαντικά όταν η περιεκτικότητα σε χαλκό υπερβαίνει το 0,5 τοις εκατό . Όταν η περιεκτικότητα σε χαλκό είναι μικρότερη από 0,50 τοις εκατό, δεν έχει καμία επίδραση στη συγκολλησιμότητα.
15. Αλουμίνιο (Al): Το αλουμίνιο είναι ένας ευρέως χρησιμοποιούμενος αποοξειδωτικός παράγοντας στον χάλυβα. Η προσθήκη μικρής ποσότητας αλουμινίου σε χάλυβα μπορεί να βελτιώσει τους κόκκους και να βελτιώσει την αντοχή στην κρούση, όπως ο χάλυβας 08Al για το φύλλο βαθιάς έλξης. Το αλουμίνιο έχει επίσης αντοχή στην οξείδωση και αντοχή στη διάβρωση. Το αλουμίνιο σε συνδυασμό με χρώμιο και πυρίτιο μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την απόδοση κατά της αποφλοίωσης σε υψηλή θερμοκρασία και την αντοχή στη διάβρωση σε υψηλή θερμοκρασία του χάλυβα. Το μειονέκτημα του αλουμινίου είναι ότι επηρεάζει τις ιδιότητες θερμής επεξεργασίας, συγκόλλησης και κοπής του χάλυβα.
16.Βόριο (Β): Η προσθήκη ίχνους βορίου στον χάλυβα μπορεί να βελτιώσει τις ιδιότητες συμπύκνωσης και θερμής έλασης του χάλυβα και να βελτιώσει την αντοχή.
17. άζωτο (N): το άζωτο μπορεί να βελτιώσει την αντοχή του χάλυβα, τη σκληρότητα σε χαμηλή θερμοκρασία και τη συγκολλησιμότητα, να αυξήσει την ευαισθησία στη γήρανση.
18. Σπάνια γη (Xt): τα στοιχεία σπανίων γαιών αναφέρονται σε 15 λανθανίδες με ατομικούς αριθμούς 57-71 στον περιοδικό πίνακα στοιχείων. Αυτά τα στοιχεία είναι όλα μέταλλα, αλλά τα οξείδια τους μοιάζουν με γη, γι' αυτό ονομάζονται σπάνιες γαίες. Η προσθήκη σπάνιων γαιών στον χάλυβα μπορεί να αλλάξει τη σύνθεση, τη μορφολογία, την κατανομή και τις ιδιότητες των εγκλεισμάτων στο χάλυβα, βελτιώνοντας έτσι διάφορες ιδιότητες του χάλυβα, όπως η σκληρότητα, η συγκολλησιμότητα και η απόδοση ψυχρής επεξεργασίας. Η αντοχή στη φθορά του χάλυβα άροτρου μπορεί να βελτιωθεί με την προσθήκη σπάνιων γαιών.
