Właściwości mechaniczne części stali odlewanej - ich wytrzymałość, wytrzymałość i odporność na zużycie - są zasadniczo określane przez subtelne zmiany składu chemicznego.Zarówno dla nabywców, jak i producentów stali, dokładna kontrola zawartości kluczowych pierwiastków, w tym węgla (C), krzemu (Si), manganu (Mn), siarki (S), fosforu (P), chromu (Cr), molibdenu (Mo),i niklu (Ni) stanowi krytyczną drogę do zwiększenia wydajności.
Jako główny środek utwardzający w stali, węgiel znacznie zwiększa twardość i odporność na zużycie.zwiększona zawartość węgla znacznie zmniejsza spawalność (często wymagająca metali wypełniających o niskiej zawartości węgla) i zmniejsza plastycznośćOptymalny poziom węgla musi zrównoważyć wymagania dotyczące twardości z potrzebami spawania i odporności na uderzenia.
Nadmierna zawartość krzemu sprzyja tworzeniu się pęknięć, co wymaga starannego kontrolowania dawkowania.Jego podstawowa wartość polega na odtleniaciu podczas produkcji stali, z wtórnymi skutkami twardzenia.
Mangan pełni wiele korzystnych funkcji: zwiększa wytrzymałość na rozciąganie, neutralizuje szkodliwe działanie siarki, poprawia twardość podczas obróbki cieplnej i zwiększa odporność na zużycie.Jednakże, wysoka zawartość manganu obniża spawalność i przewodność cieplną, potencjalnie sprzyjając tworzeniu się pęknięć.
Oba te czynniki mają negatywny wpływ na jakość stali: siarka powoduje krótkość na gorąco (złuszczenie podczas obróbki w wysokich temperaturach), natomiast fosfor zmniejsza wytrzymałość, zwłaszcza w niskich temperaturach.Współczesna hutnictwo stalowe zazwyczaj ogranicza zarówno0,04%.
Chrom zwiększa twardość i radykalnie poprawia odporność na zużycie.umożliwia odporność stali nierdzewnej na korozję poprzez tworzenie pasywnej warstwy tlenkuWymiana polega na zmniejszonej plastyczności przy wyższych poziomach chromu.
Ten silny element stopniowy poprawia twardość, jednocześnie zmniejszając kruchość przy tłumieniu.Molibden przynosi szczególne korzyści w zastosowaniach wysokotemperaturowych poprzez zwiększenie odporności na wkręcanie i poprawę właściwości zużycia powierzchni w specjalistycznych stopów.
Nikel wyjątkowo poprawia zarówno wytrzymałość, jak i wytrzymałość, jednocześnie zwiększając twardość. Zwiększa odporność na korozję i synergii z innymi pierwiastkami stopu.wysoki koszt materiału znacząco podnosi ceny komponentów.
| Elementy | Zalety | Wady |
|---|---|---|
| Węgiel (C) | Zwiększa twardość i odporność na zużycie | Zmniejsza spawalność i wytrzymałość |
| Silikon (Si) | Poprawia twardość i odtleniacz | Zmniejsza plastyczność |
| Mangan (Mn) | Zwiększa wytrzymałość, przeciwdziała siarce, poprawia twardość | Zmniejsza spawalność i przewodność cieplną |
| Siarka (S) | Poprawia możliwość obróbki (w kontrolowanych ilościach) | Powoduje gorący krótkotrągość i kruchość |
| Fosfor (P) | Wzmocnione przeciw korozji atmosferycznej | Zmniejsza wytrzymałość, zwłaszcza w niskich temperaturach |
| Chrom (Cr) | Wzmocnienie odporności na zużycie i korozję oraz twardość | Zmniejsza plastyczność w wysokich stężeniach |
| Molibden (Mo) | Poprawia wytrzymałość i twardość przy wysokich temperaturach | Znacząco zwiększa koszty materiałów |
| Włókiennicze | Zwiększa wytrzymałość i odporność na korozję | Bardzo wysokie koszty materiałów |
