Влияние химических элементов на свойства стали

Углерод определяет прочность, вязкость и закаливаемость сталей. При содержании его в сталях до 0,22 % свариваемость стали хорошая. Увеличение количества углерода в стали снижает ее свариваемость.

Кремний увеличивает предел текучести и временное сопротивление, но снижает свариваемость и ударную вязкость стали при содержании до 0,3 % с увеличением количества кремния до 0,6 % повышаются упругие свойства стали.

Марганец при незначительной концентрации мало влияет на свариваемость, но способствует ее закаливаемости, а при содержании марганца в стали более 1,8 % сварка затрудняется — могут появиться трещины. Увеличивает предел текучести и временное сопротивление стали, незначительно снижая ее пластические свойства.

Хром в сталях может содержаться в значительных количествах от 0,3 до 35 %. Повышает твердость и прочность стали, снижает пластичность и вязкость. При сварке образует карбиды хрома, затрудняющие процесс сварки.

Никель увеличивает прочностные и пластические свойства стали. На свариваемость практически не влияет.

Молибден повышает прочностные характеристики стали, увеличивает твердость, делает ее теплоустойчивой, увеличивает несущую способность конструкций при ударных нагрузках и высоких температурах. Затрудняет сварку, так как активно окисляется и выгорает.

Ванадий повышает вязкость и пластичность стали. Улучшает ее структуру. Способствует закаливаемости. Снижает свариваемость.

Вольфрам увеличивает твердость и работоспособность стали при высоких температурах. Свариваемость ухудшает.

Титан, ниобий повышают коррозионные свойства стали. При сварке возможно образование горячих трещин.

Медь повышает прочность и коррозионные свойства стали. На свариваемость не влияет.

Сера придает стали красноломкость, т. е. большую хрупкость при высоких температурах. На свариваемость влияет отрицательно.

Фосфор придает стали хладноломкость. Так же, как и сера, является вредной примесью.

Азот — в свободном состоянии увеличивает хрупкость стали, особенно при низких температурах и способствует ее старению. В химически связанном состоянии с алюминием, ванадием, титаном или ниобием азот, образуя нитриды, становится легирующим элементом, улучшающим структуру и механические свойства стали.

Кислород, водород ухудшают структуру стали и способствуют увеличению ее хрупкости.