ธาตุผสมอธิบาย: ธาตุแต่ละตัวทำอะไรในเหล็ก

วิธีอ่านตารางนี้

ธาตุต่าง ๆ ทำงานร่วมกัน และธาตุเดียวกันอาจเป็นคุณสมบัติในเกรดหนึ่งและเป็นธาตุคงค้างที่ถูกจำกัดในอีกเกรดหนึ่ง รายการด้านล่างอธิบาย ผลหลักที่ตั้งใจ ในเหล็กกล้าผสมและสเตนเลสโดยทั่วไป; หน้าเกรดในเว็บไซต์นี้ให้ช่วงที่อนุญาตจริงสำหรับแต่ละเกรดที่ระบุชื่อ

ธาตุ	ผลหลัก	สิ่งที่ควรรู้
คาร์บอน (C)	ตัวเสริมความแข็งแรงหลัก: ก่อตัวเป็นคาร์ไบด์และทำให้เกิดมาร์เทนไซต์เมื่อชุบแข็ง เพิ่มความแข็งและความแข็งแรงแรงดึง	ความเหนียว ความทนทาน และความสามารถในการเชื่อมลดลงเมื่อคาร์บอนเพิ่มขึ้น; เป็นธาตุที่มีผลสืบเนื่องมากที่สุดเพียงธาตุเดียวในสูตร
แมงกานีส (Mn)	สารกำจัดออกซิเจน; เพิ่มความแข็งแรงและความสามารถในการชุบแข็ง; จับกำมะถันเป็น MnS ที่ไม่เป็นอันตรายแทนฟิล์ม FeS ที่เปราะ	มีอยู่ในเหล็กเกือบทุกชนิด; ระดับสูง (11–14%) สร้างเหล็กทนการสึกหรอแฮดฟิลด์ที่ชุบแข็งด้วยการทำงาน
ซิลิคอน (Si)	สารกำจัดออกซิเจน; ตัวเสริมความแข็งแรงแบบสารละลายแข็ง; ธาตุสำคัญในเหล็กสปริงและเหล็กไฟฟ้า	ระดับที่สูงขึ้นอาจทำให้คุณภาพพื้นผิวและพฤติกรรมการชุบสังกะสีแย่ลง
โครเมียม (Cr)	ความสามารถในการชุบแข็ง คาร์ไบด์ต้านทานการสึกหรอ ความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง; ที่ประมาณ 10.5% ขึ้นไป คือฟิล์มพาสซีฟที่นิยามสเตนเลส	ยังนำมาซึ่งความไวต่อการเปราะจากการอบคืนตัวในเหล็ก Cr-Mo บางชนิดหากการเย็นตัวไม่ระมัดระวัง
โมลิบดีนัม (Mo)	ความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง (การคืบ) ความสามารถในการชุบแข็ง ความต้านทานการอบคืนตัว; ปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนแบบหลุมในสเตนเลสอย่างมาก (เป็นพจน์ Mo ในสูตร PREN)	ราคาแพง — เกรดต่าง ๆ ใช้อย่างตั้งใจ โดยทั่วไปไม่กี่ในสิบของร้อยละในเหล็กกล้าผสม
นิกเกิล (Ni)	ความเหนียว โดยเฉพาะที่อุณหภูมิต่ำ; ความสามารถในการชุบแข็ง; ทำให้ออสเทไนต์เสถียร (พื้นฐานของสเตนเลสตระกูล 300)	โดยปกติเป็นธาตุเสริมทั่วไปที่แพงที่สุด; เป็นตัวขับเคลื่อนช่องว่างราคาระหว่าง 304 และ 430
วานาเดียม (V)	คาร์ไบด์ละเอียด: การปรับเกรนให้ละเอียด การชุบแข็งทุติยภูมิในเหล็กเครื่องมือ ความต้านทานการสึกหรอ ความแข็งแรงต้านการคืบในปริมาณน้อย	มีประสิทธิผลที่ระดับต่ำ โดยทั่วไป 0.05–0.30%
ทังสเตน (W)	คาร์ไบด์ที่แข็งมากและเสถียรต่อความร้อน: ความแข็งร้อนของเหล็กความเร็วสูง (M2 มี W ประมาณ 6%)	หนักและมีราคาแพง; ถูกแทนที่บางส่วนด้วยโมลิบดีนัมในเหล็กเครื่องมือสมัยใหม่หลายชนิด
ไนโอเบียม (Nb)	การปรับเกรนให้ละเอียดและการเสริมความแข็งแรงด้วยการตกตะกอนในเหล็ก HSLA; ทำให้สเตนเลสเสถียรต่อการเกิดภาวะไวต่อการกัดกร่อน (เกรด 347)	ทำงานที่ระดับร้อยละไม่กี่ส่วนในร้อยละในเหล็กโครงสร้าง
ไทเทเนียม (Ti)	ตัวก่อคาร์ไบด์/ไนไตรด์ที่แข็งแกร่ง: ทำให้สเตนเลสเสถียร (เกรด 321) ปกป้องโบรอนจากไนโตรเจน ตรึงคาร์บอนในเหล็ก IF	ไทเทเนียมส่วนเกินอาจทำลายคุณภาพพื้นผิวและความเหนียว
โบรอน (B)	ที่ระดับเพียงไม่กี่ส่วนในล้านส่วน เพิ่มความสามารถในการชุบแข็งของเหล็กคาร์บอนต่ำและปานกลางอย่างมาก	ผลของมันจะหายไปหากรวมตัวกับไนโตรเจนหรือออกซิเจน — เหล็กโบรอนปกป้องมันด้วยไทเทเนียมหรืออะลูมิเนียม
กำมะถันและฟอสฟอรัส (S, P)	โดยปกติเป็น ธาตุคงค้างที่ต้องจำกัด: กำมะถันทำลายความเหนียวตามขวาง ฟอสฟอรัสทำให้เปราะและแยกตัว	ถูก เติม อย่างตั้งใจในเหล็กตัดง่าย — กำมะถันเพื่อความสามารถในการกลึง (เช่น 1215, 11SMn30) ฟอสฟอรัสในเกรดที่เติมฟอสฟอรัสซ้ำและเกรดทนสภาพอากาศบางเกรด

ปฏิสัมพันธ์สำคัญกว่าธาตุเดี่ยว

เกรดจริงคือความสมดุล: โครเมียมบวกโมลิบดีนัมให้ความต้านทานการคืบใน 2.25Cr-1Mo; นิกเกิลบวกโครเมียมให้โครงสร้างออสเทนิติกของ 304; ศักยภาพความแข็งของคาร์บอนเข้าถึงได้ผ่านขนาดหน้าตัดเฉพาะเมื่อแมงกานีส โครเมียม หรือโบรอนให้ความสามารถในการชุบแข็ง มาตรฐานจึงกำหนดธาตุเป็นชุดของช่วงต่าง ๆ และการทดแทนระหว่างเกรดที่ "equivalent" จะปลอดภัยที่สุดเมื่อเปรียบเทียบชุดทั้งหมด ไม่ใช่ทีละธาตุ