تأثير التركيب الكيميائي في الفولاذ

1. الكربون (C): يُعدّ الكربون أهم عنصر كيميائي يؤثر على التشوه اللدن البارد للفولاذ. فكلما زاد محتوى الكربون، زادت قوة الفولاذ، وقلّت لدونته على البارد. وقد ثبت أنه مقابل كل زيادة بنسبة 0.1% في محتوى الكربون، تزداد مقاومة الخضوع بمقدار 27.4 ميجا باسكال تقريبًا، وتزداد مقاومة الشد بمقدار 58.8 ميجا باسكال تقريبًا، بينما ينخفض ​​الاستطالة بنسبة 4.3% تقريبًا. لذا، فإن محتوى الكربون في الفولاذ له تأثير كبير على أداء التشوه اللدن البارد للفولاذ.

٢. المنغنيز (Mn). يتفاعل المنغنيز مع أكسيد الحديد في صهر الصلب، وخاصةً لإزالة الأكسدة. كما يتفاعل مع كبريتيد الحديد الموجود في الصلب، مما يقلل من تأثير الكبريت الضار عليه. ويُحسّن كبريتيد المنغنيز الناتج من أداء قطع الصلب. يُحسّن المنغنيز أيضًا من مقاومة الشد ومقاومة الخضوع، ويقلل من اللدونة على البارد، وهي خاصية غير مرغوب فيها في تشكيل الصلب باللدونة على البارد. مع ذلك، فإن تأثير المنغنيز السلبي على قوة التشوه لا يتجاوز ربع تأثيره على الصلب الكربوني. لذا، باستثناء الحالات الخاصة، يجب ألا يتجاوز محتوى المنغنيز في الصلب الكربوني ٠.٩٪.

3. السيليكون (Si). السيليكون هو بقايا عامل إزالة الأكسدة أثناء صهر الفولاذ. عند زيادة نسبة السيليكون في الفولاذ بمقدار 0.1%، تزداد قوة الشد بمقدار 13.7 ميجا باسكال تقريبًا. وعندما تتجاوز نسبة السيليكون 0.17% وتكون نسبة الكربون مرتفعة، يؤثر ذلك بشكل كبير على تقليل اللدونة الباردة للفولاذ. إن زيادة نسبة السيليكون في الفولاذ بشكل مناسب مفيدة للخواص الميكانيكية الشاملة للفولاذ، وخاصة حد المرونة، كما أنها تزيد من مقاومة الفولاذ للتآكل. مع ذلك، عندما تتجاوز نسبة السيليكون في الفولاذ 0.15%، تتشكل شوائب غير معدنية بسرعة. حتى مع معالجة الفولاذ عالي السيليكون حراريًا، لن يلين، مما يقلل من خواص التشوه اللدن البارد للفولاذ. لذلك، بالإضافة إلى متطلبات الأداء العالي للقوة للمنتج، يجب تقليل نسبة السيليكون قدر الإمكان.

٤. الكبريت (S). يُعدّ الكبريت شوائب ضارة. يؤدي وجوده في الفولاذ إلى انفصال جزيئات المعدن البلورية عن بعضها البعض، مما يُسبب تشققات. كما يُسبب وجود الكبريت أيضًا هشاشة الفولاذ عند درجات الحرارة العالية وصدأه. لذلك، يجب ألا تتجاوز نسبة الكبريت في الفولاذ ٠.٠٥٥٪، بينما يجب ألا تتجاوز في الفولاذ عالي الجودة ٠.٠٤٪.

٥. الفوسفور (P). يتميز الفوسفور بتأثيره القوي في زيادة صلابة الفولاذ وتسببه في انفصال مكوناته، مما يزيد من هشاشته عند التشكيل على البارد ويجعله عرضة للتآكل الحمضي. كما يؤدي وجود الفوسفور في الفولاذ إلى تدهور قدرته على التشكيل اللدن على البارد، مما قد يتسبب في تشقق المنتج أثناء عملية السحب. لذا، يجب ألا تتجاوز نسبة الفوسفور في الفولاذ ٠.٠٤٥٪.

6. عناصر السبائك الأخرى. توجد عناصر السبائك الأخرى في الفولاذ الكربوني، مثل الكروم والموليبدينوم والنيكل، كشوائب، والتي يكون تأثيرها على الفولاذ أقل بكثير من تأثير الكربون، كما أن محتواها ضئيل للغاية.