١. الكربون (C): يُعدّ الكربون أهم عنصر كيميائي يؤثر على التشوه اللدن البارد للفولاذ. كلما زادت نسبة الكربون، زادت قوة الفولاذ وانخفضت لدونته الباردة. وقد ثبت أن كل زيادة بنسبة ٠٫١٪ في نسبة الكربون تؤدي إلى زيادة مقاومة الخضوع بحوالي ٢٧٫٤ ميجا باسكال، وزيادة مقاومة الشد بحوالي ٥٨٫٨ ميجا باسكال، وانخفاض الاستطالة بحوالي ٤٫٣٪. لذا، فإن لمحتوى الكربون في الفولاذ تأثيرًا كبيرًا على أداء التشوه اللدن البارد للفولاذ.
٢. المنغنيز (Mn). يتفاعل المنغنيز مع أكسيد الحديد في صهر الفولاذ، خاصةً لإزالة الأكسدة منه. يتفاعل المنغنيز مع كبريتيد الحديد في الفولاذ، مما يُقلل من التأثير الضار للكبريت عليه. يُحسّن كبريتيد المنغنيز المُكوّن أداء قطع الفولاذ. يُحسّن المنغنيز قوة الشد ومقاومة الخضوع للفولاذ، ويُقلل اللدونة الباردة، مما يُؤثر سلبًا على تشوه الفولاذ اللدن البارد. مع ذلك، للمنغنيز تأثير سلبي على قوة التشوه، حيث يُمثل حوالي ربع الكربون فقط. لذلك، باستثناء بعض الحالات الخاصة، يجب ألا يتجاوز محتوى المنغنيز في الفولاذ الكربوني ٠.٩٪.
٣. السيليكون (Si). السيليكون هو بقايا مزيل الأكسدة أثناء صهر الفولاذ. عندما يزيد محتوى السيليكون في الفولاذ بنسبة ٠.١٪، تزداد قوة الشد بحوالي ١٣.٧ ميجا باسكال. عندما يتجاوز محتوى السيليكون ٠.١٧٪ ويكون محتوى الكربون مرتفعًا، يكون لذلك تأثير كبير على تقليل اللدونة الباردة للفولاذ. إن زيادة محتوى السيليكون في الفولاذ بشكل صحيح مفيدة للخصائص الميكانيكية الشاملة للفولاذ، وخاصة حد المرونة، ويمكن أن تزيد أيضًا من مقاومة الفولاذ للتآكل. ومع ذلك، عندما يتجاوز محتوى السيليكون في الفولاذ ٠.١٥٪، تتشكل شوائب غير معدنية بسرعة. حتى مع التلدين، لن يلين الفولاذ عالي السيليكون، مما يقلل من خصائص التشوه اللدن البارد للفولاذ. لذلك، بالإضافة إلى متطلبات أداء القوة العالية للمنتج، يجب تقليل محتوى السيليكون قدر الإمكان.
٤. الكبريت (S). الكبريت شوائب ضارة. يُسبب الكبريت الموجود في الفولاذ فصل جزيئات المعدن المتبلورة عن بعضها البعض، مما يُسبب تشققات. كما يُسبب وجود الكبريت هشاشة الفولاذ وصدأه. لذلك، يجب أن تكون نسبة الكبريت أقل من ٠٫٠٥٥٪. يجب أن تكون نسبة الكبريت في الفولاذ عالي الجودة أقل من ٠٫٠٤٪.
٥. الفوسفور (P). للفوسفور تأثير قوي في تقوية الفولاذ أثناء العمل، ويُسبب انقسامًا حادًا فيه، مما يزيد من هشاشته الباردة ويجعله عرضة للتآكل الحمضي. كما يُضعف وجود الفوسفور في الفولاذ قابلية التشوه اللدن البارد، ويُسبب تشقق المنتج أثناء السحب. يجب التحكم في محتوى الفوسفور في الفولاذ بحيث لا يتجاوز ٠٫٠٤٥٪.
٦. عناصر سبائك أخرى. توجد عناصر سبائك أخرى في الفولاذ الكربوني، مثل الكروم والموليبدينوم والنيكل، كشوائب، وتأثيرها على الفولاذ أقل بكثير من الكربون، كما أن محتواها ضئيل للغاية.
وقت النشر: ١٣ يوليو ٢٠٢٢