1. Koolstof (C). Koolstof is het belangrijkste chemische element dat de koudplastische vervorming van staal beïnvloedt. Hoe hoger het koolstofgehalte, hoe hoger de sterkte van het staal en hoe lager de koudplasticiteit. Het is bewezen dat voor elke toename van 0,1% in koolstofgehalte de vloeigrens met ongeveer 27,4 MPa toeneemt; de treksterkte met ongeveer 58,8 MPa toeneemt; en de rek met ongeveer 4,3% afneemt. Het koolstofgehalte in staal heeft dus een grote invloed op de koudplastische vervormingseigenschappen van staal.
2. Mangaan (Mn). Mangaan reageert met ijzeroxide tijdens het smelten van staal, voornamelijk voor de deoxidatie van staal. Mangaan reageert met ijzersulfide in staal, wat het schadelijke effect van zwavel op staal kan verminderen. Het gevormde mangaansulfide kan de snijprestaties van staal verbeteren. Mangaan kan de treksterkte en vloeigrens van staal verhogen en de koudplastische vervorming verminderen, wat nadelig is voor de koudplastische vervorming van staal. Het negatieve effect van mangaan op de vervormingskracht is echter slechts ongeveer een kwart van dat van koolstof. Daarom mag het mangaangehalte in koolstofstaal, behalve in speciale gevallen, niet meer dan 0,9% bedragen.
3. Silicium (Si). Silicium is een restproduct van de deoxidatie tijdens het smelten van staal. Wanneer het siliciumgehalte in staal met 0,1% toeneemt, stijgt de treksterkte met ongeveer 13,7 MPa. Wanneer het siliciumgehalte hoger is dan 0,17% en het koolstofgehalte hoog is, heeft dit een grote invloed op de vermindering van de koudplastische vervorming van staal. Een juiste verhoging van het siliciumgehalte in staal is gunstig voor de algehele mechanische eigenschappen van staal, met name de elasticiteitsgrens, en kan ook de erosiebestendigheid van staal verhogen. Echter, wanneer het siliciumgehalte in staal hoger is dan 0,15%, worden snel niet-metallische insluitsels gevormd. Zelfs na gloeien zal staal met een hoog siliciumgehalte niet zachter worden en zullen de koudplastische vervormingseigenschappen van het staal afnemen. Daarom moet, naast de hoge sterkte-eisen van het product, het siliciumgehalte zoveel mogelijk worden verlaagd.
4. Zwavel (S). Zwavel is een schadelijke onzuiverheid. De zwavel in staal zorgt ervoor dat de kristallijne deeltjes van het metaal van elkaar scheiden en scheuren veroorzaken. De aanwezigheid van zwavel veroorzaakt ook brosheid bij hoge temperaturen en roestvorming in staal. Daarom moet het zwavelgehalte lager zijn dan 0,055%. Voor hoogwaardig staal is dit zelfs lager dan 0,04%.
5. Fosfor (P). Fosfor heeft een sterk werkverhardend effect en veroorzaakt ernstige segregatie in het staal, wat de koudbrosheid van het staal verhoogt en het staal kwetsbaar maakt voor zure corrosie. Fosfor in het staal vermindert ook het vermogen tot koudplastische vervorming en kan leiden tot scheurvorming tijdens het trekken. Het fosforgehalte in het staal moet onder de 0,045% worden gehouden.
6. Andere legeringselementen. Andere legeringselementen in koolstofstaal, zoals chroom, molybdeen en nikkel, komen voor als onzuiverheden. Deze hebben een veel kleinere invloed op het staal dan koolstof en het gehalte is bovendien extreem laag.
Geplaatst op: 13 juli 2022