Stal ma szerokie zastosowanie w przemyśle, a jej głównymi składnikami są stopy żelaza i węgla, innymi słowy stal jest związkiem żelaza i węgla. Oprócz żelaza i węgla w stali występuje wiele pierwiastków śladowych, z których część pozostaje w procesie wytopu, a część wykorzystywana jest do poprawy wytrzymałości i kompleksowych właściwości stali niskostopowej. W artykule omówiono wpływ powszechnie występujących pierwiastków stopowych na właściwości stali, w tym manganu, krzemu, chromu, niklu, aluminium, wanadu, niobu, tytanu, azotu, boru, pierwiastków ziem rzadkich, siarki, fosforu, tlenu i wodoru .
Korzystne elementy
Krzem i mangan: są najczęściej stosowanymi pierwiastkami wzmacniającymi w stalach niskostopowych.
Chrom i nikiel: Ilość chromu i niklu w stali niskostopowej nie jest duża, na ogół nie więcej niż 1 procent. Jego główną funkcją jest zwiększenie stopnia przechłodzenia stali austenitycznej, a tym samym udoskonalenie struktury i umiarkowane zwiększenie wytrzymałości. Chrom i nikiel mogą również zwiększać stal. Wysoka odporność na korozję atmosferyczną, lepsza udarność i obniżona temperatura przejścia w stan kruchości na zimno.
Molibden: Ma oczywiste działanie wzmacniające roztwór stały. Jednocześnie molibden jest silnym pierwiastkiem tworzącym węgliki, co jest korzystne dla poprawy wytrzymałości stali w wysokich temperaturach i zapobiegania kruchości stali. Molibden może również opóźniać przemianę przechłodzonego austenitu w perlit, co ma znaczący wpływ na mikrostrukturę stali. Głównym niekorzystnym efektem molibdenu jest sprzyjanie grafityzacji stali.
Wanad: Wzmacnia stal przez wytrącanie węglików i rozdrabnianie ziarna. Zawartość wanadu w stali nie powinna być zbyt wysoka, w przeciwnym razie może to wpłynąć na wydajność spawania i zmniejszyć udarność karbu.
Niob: Jest to bardzo silny pierwiastek tworzący węgliki. Niob wzmacnia stal poprzez utwardzanie wydzieleniowe i rozdrabnianie ziarna. Ponieważ węglik niobu ma właściwości stabilności i dyspersji, może udoskonalić ziarna, poprawić wytrzymałość i wytrzymałość stali oraz sprawić, że stal będzie miała dobrą odporność na wodór.
Tytan: działa jak wanad i niob, ale jest używany tylko do stali uspokojonych ze względu na silne właściwości odtleniające. Tytan jest najsilniejszym związkiem tworzącym węgliki i może poprawić stabilność stali w atmosferze wodoru o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu. Tytan może udoskonalić ziarna i poprawić wytrzymałość i twardość stali.
Bor: Generalnie ilość boru w stali jest bardzo mała. Niewielka ilość boru może poprawić hartowność stali i poprawić wytrzymałość stali na wysokie temperatury.
Azot: może rozpuszczać się w ferryt i odgrywać rolę we wzmacnianiu roztworu stałego. Azot nie tworzy węglików w stali, ale może tworzyć azotki z innymi pierwiastkami stopowymi, takimi jak TiN, AlN, dając efekt rozdrobnienia ziarna. Jednak azot będzie tworzył pory i porowatość w stali, zmniejszając odporność stali na korozję.
Pierwiastki rzadkie: niezwykle obfite w moim kraju. Produkcja stali często dodaje odpowiednią ilość mieszanych pierwiastków rzadkich, których głównymi składnikami są lantan, cer, prazeodym i neodym, które mogą oczyszczać zanieczyszczenia na granicy ziaren i poprawiać wytrzymałość stali na wysokie temperatury.