Elementele de aliere explicate: ce face fiecare element în oțel

Cum se citește acest tabel

Elementele acționează împreună, iar același element poate fi o caracteristică într-o marcă și un element rezidual limitat în alta. Intrările de mai jos descriu efectul principal, intenționat în oțelurile aliate și inoxidabile tipice; paginile mărcilor de pe acest site prezintă intervalele permise efective pentru fiecare marcă denumită.

Element	Efecte principale	De știut
Carbon (C)	Principalul element de durificare: formează carburi și permite formarea martensitei la călire, crescând duritatea și rezistența la tracțiune	Ductilitatea, tenacitatea și sudabilitatea scad pe măsură ce carbonul crește; elementul cu cele mai importante consecințe din rețetă
Mangan (Mn)	Dezoxidant; crește rezistența și călibilitatea; leagă sulful sub formă de MnS inofensiv, în locul peliculelor casante de FeS	Prezent în aproape fiecare oțel; nivelurile ridicate (11–14%) creează oțelurile de uzură Hadfield, care se durifică prin deformare
Siliciu (Si)	Dezoxidant; element de durificare prin soluție solidă; element-cheie în oțelurile pentru arcuri și în oțelurile electrice	Nivelurile ridicate pot înrăutăți calitatea suprafeței și comportarea la galvanizare
Crom (Cr)	Călibilitate, carburi rezistente la uzură, rezistență la temperaturi ridicate; la aproximativ 10.5% și peste, pelicula pasivă care definește oțelul inoxidabil	Aduce, de asemenea, sensibilitate la fragilizarea prin revenire în unele oțeluri Cr-Mo dacă răcirea este neglijentă
Molibden (Mo)	Rezistență la temperaturi ridicate (fluaj), călibilitate, rezistență la revenire; îmbunătățește puternic rezistența la pitting în oțelurile inoxidabile (este termenul Mo din formula PREN)	Scump — mărcile îl folosesc în mod deliberat, de obicei câteva zecimi de procent în oțelurile aliate
Nichel (Ni)	Tenacitate, în special la temperaturi joase; călibilitate; stabilizează austenita (baza oțelurilor inoxidabile din seria 300)	De obicei, cel mai scump adaos uzual; determină diferența de preț dintre 304 și 430
Vanadiu (V)	Carburi fine: finisarea grăunților, durificare secundară în oțelurile pentru scule, rezistență la uzură, rezistență la fluaj în doze mici	Eficient la niveluri joase, de obicei 0.05–0.30%
Wolfram (W)	Carburi foarte dure, stabile la căldură: duritatea la cald a oțelurilor rapide (M2 conține aproximativ 6% W)	Greu și costisitor; înlocuit parțial cu molibden în multe oțeluri moderne pentru scule
Niobiu (Nb)	Finisarea grăunților și durificare prin precipitare în oțelurile HSLA; stabilizează oțelurile inoxidabile împotriva sensibilizării (marca 347)	Funcționează la sutimi de procent în oțelurile de construcții
Titan (Ti)	Formator puternic de carburi/nitruri: stabilizează oțelurile inoxidabile (marca 321), protejează borul de azot, fixează carbonul în oțelurile IF	Excesul de titan poate dăuna calității suprafeței și tenacității
Bor (B)	La numai câteva părți pe milion, crește dramatic călibilitatea oțelurilor cu conținut scăzut și mediu de carbon	Efectul său dispare dacă se combină cu azotul sau oxigenul — oțelurile cu bor îl protejează cu titan sau aluminiu
Sulf și fosfor (S, P)	De obicei, elemente reziduale de limitat: sulful dăunează tenacității transversale, fosforul fragilizează și segregează	Adăugate în mod deliberat în oțelurile pentru prelucrare ușoară — sulful pentru prelucrabilitate (de exemplu, 1215, 11SMn30), fosforul în unele mărci refosforizate și rezistente la intemperii

Interacțiunile contează mai mult decât elementele individuale

Mărcile reale sunt echilibre: cromul plus molibdenul dau rezistență la fluaj în 2.25Cr-1Mo; nichelul plus cromul dau structura austenitică a mărcii 304; potențialul de duritate al carbonului este realizabil numai prin grosimea secțiunii atunci când manganul, cromul sau borul furnizează călibilitatea. Prin urmare, standardele specifică elementele ca un pachet de intervale, iar substituirea între mărci „equivalent” este cea mai sigură atunci când pachetul complet este comparat, nu câte un element pe rând.