عناصر آلیاژی توضیح داده‌شده: هر عنصر در فولاد چه کاری انجام می‌دهد

نحوه خواندن این جدول

عناصر با هم عمل می‌کنند و یک عنصر یکسان می‌تواند در یک گرید یک ویژگی و در گرید دیگر یک عنصر باقیمانده محدودشده باشد. موارد زیر اثر اصلی و مورد نظر را در فولادهای آلیاژی و زنگ‌نزن معمول توصیف می‌کنند؛ صفحات گرید در این سایت محدوده‌های مجاز واقعی را برای هر گرید نام‌برده‌شده می‌دهند.

عنصر	اثرات اصلی	نکته دانستنی
کربن (C)	استحکام‌بخش اصلی: کاربید تشکیل می‌دهد و مارتنزیت را هنگام کوئنچ ممکن می‌کند و سختی و استحکام کششی را بالا می‌برد	شکل‌پذیری، چقرمگی و جوش‌پذیری با بالا رفتن کربن افت می‌کنند؛ مهم‌ترین عنصر منفرد در دستور
منگنز (Mn)	اکسیژن‌زدا؛ استحکام و سختی‌پذیری را بالا می‌برد؛ گوگرد را به‌صورت MnS بی‌ضرر به‌جای فیلم‌های FeS ترد پیوند می‌دهد	در تقریبا هر فولادی وجود دارد؛ سطوح بالا (11–14%) فولادهای سایشی Hadfield کارسخت‌شونده را ایجاد می‌کنند
سیلیسیم (Si)	اکسیژن‌زدا؛ استحکام‌بخش محلول جامد؛ عنصر کلیدی در فولادهای فنر و فولادهای الکتریکی	سطوح بالا می‌توانند کیفیت سطح و رفتار گالوانیزه را بدتر کنند
کروم (Cr)	سختی‌پذیری، کاربیدهای مقاوم به سایش، استحکام دمای بالا؛ در حدود 10.5% و بالاتر، فیلم پسیوی که فولاد زنگ‌نزن را تعریف می‌کند	همچنین در برخی فولادهای Cr-Mo در صورت سرد کردن بی‌دقت، حساسیت به تردی تمپر می‌آورد
مولیبدن (Mo)	استحکام دمای بالا (خزش)، سختی‌پذیری، مقاومت در برابر تمپر؛ مقاومت حفره‌ای را در فولاد زنگ‌نزن به‌شدت بهبود می‌بخشد (این همان جمله Mo در فرمول PREN است)	گران است — گریدها آن را آگاهانه استفاده می‌کنند، معمولا چند دهم درصد در فولادهای آلیاژی
نیکل (Ni)	چقرمگی، به‌ویژه در دمای پایین؛ سختی‌پذیری؛ آستنیت را پایدار می‌کند (مبنای فولاد زنگ‌نزن سری 300)	معمولا گران‌ترین افزودنی رایج است؛ شکاف قیمت بین 304 و 430 را هدایت می‌کند
وانادیوم (V)	کاربیدهای ریز: ریزدانه‌سازی، سخت‌شدن ثانویه در فولادهای ابزار، مقاومت سایشی، استحکام خزشی در دوزهای کوچک	در سطوح پایین موثر است، معمولا 0.05–0.30%
تنگستن (W)	کاربیدهای بسیار سخت و پایدار در حرارت: سختی گرم فولادهای تندبر (M2 تقریبا 6% W دارد)	سنگین و پرهزینه است؛ در بسیاری از فولادهای ابزار مدرن تا حدی با مولیبدن جایگزین شده است
نیوبیوم (Nb)	ریزدانه‌سازی و استحکام‌بخشی رسوبی در فولادهای HSLA؛ فولاد زنگ‌نزن را در برابر حساس‌شدگی پایدار می‌کند (گرید 347)	در فولادهای سازه‌ای در حد صدم درصد کار می‌کند
تیتانیوم (Ti)	تشکیل‌دهنده قوی کاربید/نیترید: فولاد زنگ‌نزن را پایدار می‌کند (گرید 321), بور را از نیتروژن حفاظت می‌کند، کربن را در فولادهای IF تثبیت می‌کند	تیتانیوم اضافی می‌تواند به کیفیت سطح و چقرمگی آسیب بزند
بور (B)	فقط در حد چند قسمت در میلیون، سختی‌پذیری فولادهای کم‌کربن و کربن‌متوسط را به‌طور چشمگیر بالا می‌برد	اثر آن اگر با نیتروژن یا اکسیژن ترکیب شود از بین می‌رود — فولادهای بور آن را با تیتانیوم یا آلومینیوم حفاظت می‌کنند
گوگرد و فسفر (S, P)	معمولا عناصر باقیمانده برای محدود کردن: گوگرد به چقرمگی عرضی آسیب می‌زند، فسفر ترد می‌کند و جدایش می‌یابد	به‌طور آگاهانه در فولادهای خوش‌تراش اضافه می‌شوند — گوگرد برای ماشین‌کاری‌پذیری (برای مثال 1215, 11SMn30), فسفر در برخی گریدهای فسفردار مجدد و هوازده

برهم‌کنش‌ها بیشتر از عناصر منفرد اهمیت دارند

گریدهای واقعی تعادل هستند: کروم به‌علاوه مولیبدن مقاومت خزشی در 2.25Cr-1Mo می‌دهد؛ نیکل به‌علاوه کروم ساختار آستنیتی 304 را می‌دهد؛ پتانسیل سختی کربن فقط از طریق اندازه مقطع قابل دستیابی است هنگامی که منگنز، کروم یا بور سختی‌پذیری را تامین می‌کنند. بنابراین استانداردها عناصر را به‌صورت یک بسته از محدوده‌ها مشخص می‌کنند و جایگزینی بین گریدهای «معادل» زمانی ایمن‌تر است که بسته کامل مقایسه شود، نه یک عنصر در هر بار.