1. Hiili (C). Hiili on tärkein teräksen kylmäplastiseen muodonmuutokseen vaikuttava kemiallinen alkuaine. Mitä korkeampi hiilipitoisuus, sitä suurempi teräksen lujuus ja sitä alhaisempi kylmäplastisuus. On osoitettu, että jokaista 0,1 %:n hiilipitoisuuden kasvua kohden myötölujuus kasvaa noin 27,4 MPa, vetolujuus kasvaa noin 58,8 MPa ja venymä pienenee noin 4,3 %. Teräksen hiilipitoisuudella on siis suuri vaikutus teräksen kylmäplastiseen muodonmuutokseen.
2. Mangaani (Mn). Mangaani reagoi rautaoksidin kanssa teräksen sulatuksessa, pääasiassa teräksen hapettumisen poistamiseksi. Mangaani reagoi rautasulfidin kanssa teräksessä, mikä voi vähentää rikin haitallista vaikutusta teräkseen. Muodostunut mangaanisulfidi voi parantaa teräksen leikkausominaisuuksia. Mangaani voi parantaa teräksen vetolujuutta ja myötölujuutta sekä vähentää kylmäplastisuutta, mikä on epäedullista teräksen kylmäplastiselle muodonmuutokselle. Mangaanilla on kuitenkin haitallinen vaikutus muodonmuutosvoimaan. Vaikutus on vain noin 1/4 hiilestä. Siksi, lukuun ottamatta erityisvaatimuksia, hiiliteräksen mangaanipitoisuus ei saisi ylittää 0,9 %.
3. Pii (Si). Pii on teräksen sulatuksen aikana syntyvän hapettumisenestoaineen jäännös. Kun teräksen piipitoisuus kasvaa 0,1 %, vetolujuus kasvaa noin 13,7 MPa. Kun piipitoisuus ylittää 0,17 % ja hiilipitoisuus on korkea, sillä on suuri vaikutus teräksen kylmäplastisuuden vähenemiseen. Teräksen piipitoisuuden asianmukainen lisääminen hyödyttää teräksen kokonaisvaltaisia mekaanisia ominaisuuksia, erityisesti kimmorajoja, ja se voi myös lisätä teräksen eroosiokestävyys. Kuitenkin, kun teräksen piipitoisuus ylittää 0,15 %, epämetalliset sulkeumat muodostuvat nopeasti. Vaikka korkeapiiinen teräs hehkutettaisiin, se ei pehmene eikä heikennä teräksen kylmäplastisia muodonmuutosominaisuuksia. Siksi tuotteen korkeiden lujuusvaatimusten lisäksi piipitoisuutta tulisi vähentää mahdollisimman paljon.
4. Rikki (S). Rikki on haitallinen epäpuhtaus. Teräksessä oleva rikki erottaa metallin kiteiset hiukkaset toisistaan ja aiheuttaa halkeamia. Rikin läsnäolo aiheuttaa myös teräksen kuumahaurastumista ja ruostumista. Siksi rikkipitoisuuden tulisi olla alle 0,055 %. Korkealaatuisen teräksen rikkipitoisuuden tulisi olla alle 0,04 %.
5. Fosfori (P). Fosforilla on voimakas muokkauslujittuminen ja sedimentaatio teräksessä, mikä lisää teräksen kylmähaurautta ja tekee teräksestä alttiimman happoeroosiolle. Teräksessä oleva fosfori heikentää myös kylmäplastista muodonmuutosta ja aiheuttaa tuotteen halkeilua vedon aikana. Teräksen fosforipitoisuus tulisi pitää alle 0,045 prosentissa.
6. Muut seosaineet. Muut hiiliteräksen seosaineet, kuten kromi, molybdeeni ja nikkeli, esiintyvät epäpuhtauksina, joilla on paljon pienempi vaikutus teräkseen kuin hiilellä, ja niiden pitoisuus on myös erittäin pieni.
Julkaisun aika: 13.7.2022