ผลกระทบขององค์ประกอบทางเคมีในเหล็กกล้า

1. คาร์บอน (C) คาร์บอนเป็นธาตุเคมีที่สำคัญที่สุดที่มีผลต่อการเสียรูปพลาสติกเย็นของเหล็ก ยิ่งปริมาณคาร์บอนสูง ความแข็งแรงของเหล็กก็จะยิ่งสูงขึ้น และความสามารถในการเสียรูปพลาสติกเย็นก็จะยิ่งลดลง มีการพิสูจน์แล้วว่าทุกๆ การเพิ่มขึ้นของปริมาณคาร์บอน 0.1% ความแข็งแรงคราดจะเพิ่มขึ้นประมาณ 27.4 MPa ความแข็งแรงดึงจะเพิ่มขึ้นประมาณ 58.8 MPa และการยืดตัวจะลดลงประมาณ 4.3% ดังนั้นปริมาณคาร์บอนในเหล็กจึงมีผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพการเสียรูปพลาสติกเย็นของเหล็ก

2. แมงกานีส (Mn) แมงกานีสทำปฏิกิริยากับเหล็กออกไซด์ในกระบวนการถลุงเหล็ก โดยส่วนใหญ่เพื่อลดออกซิเจนในเหล็ก แมงกานีสทำปฏิกิริยากับเหล็กซัลไฟด์ในเหล็ก ซึ่งสามารถลดผลเสียของกำมะถันต่อเหล็กได้ แมงกานีสซัลไฟด์ที่เกิดขึ้นสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการตัดของเหล็กได้ แมงกานีสสามารถเพิ่มความแข็งแรงดึงและความแข็งแรงครากของเหล็ก ลดความเป็นพลาสติกเย็น ซึ่งไม่เอื้อต่อการเสียรูปพลาสติกเย็นของเหล็ก อย่างไรก็ตาม แมงกานีสมีผลเสียต่อแรงเสียรูปเพียงประมาณ 1/4 ของคาร์บอน ดังนั้น ยกเว้นในกรณีพิเศษ ปริมาณแมงกานีสในเหล็กกล้าคาร์บอนไม่ควรเกิน 0.9%

3. ซิลิคอน (Si) ซิลิคอนเป็นสารตกค้างจากสารลดออกซิเจนในระหว่างกระบวนการถลุงเหล็ก เมื่อปริมาณซิลิคอนในเหล็กเพิ่มขึ้น 0.1% ความแข็งแรงดึงจะเพิ่มขึ้นประมาณ 13.7 MPa เมื่อปริมาณซิลิคอนเกิน 0.17% และปริมาณคาร์บอนสูง จะส่งผลกระทบอย่างมากต่อการลดลงของความยืดหยุ่นเย็นของเหล็ก การเพิ่มปริมาณซิลิคอนในเหล็กอย่างเหมาะสมนั้นเป็นประโยชน์ต่อคุณสมบัติทางกลโดยรวมของเหล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่งขีดจำกัดความยืดหยุ่น และยังสามารถเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กได้อีกด้วย อย่างไรก็ตาม เมื่อปริมาณซิลิคอนในเหล็กเกิน 0.15% จะเกิดสิ่งเจือปนที่ไม่ใช่โลหะขึ้นอย่างรวดเร็ว แม้ว่าเหล็กที่มีซิลิคอนสูงจะถูกอบอ่อน ก็จะไม่ทำให้เหล็กอ่อนตัวลงและจะลดคุณสมบัติการเสียรูปพลาสติกเย็นของเหล็ก ดังนั้น นอกเหนือจากข้อกำหนดด้านความแข็งแรงสูงของผลิตภัณฑ์แล้ว ควรลดปริมาณซิลิคอนให้น้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

4. กำมะถัน (S) กำมะถันเป็นสิ่งเจือปนที่เป็นอันตราย กำมะถันในเหล็กจะทำให้ผลึกโลหะแยกออกจากกันและทำให้เกิดรอยแตก นอกจากนี้ กำมะถันยังทำให้เหล็กเปราะและขึ้นสนิมเมื่อร้อน ดังนั้นปริมาณกำมะถันควรน้อยกว่า 0.055% เหล็กคุณภาพสูงควรมีกำมะถันน้อยกว่า 0.04%

5. ฟอสฟอรัส (P) ฟอสฟอรัสมีผลทำให้เหล็กแข็งตัวเร็วและเกิดการแยกตัวอย่างรุนแรงในเหล็ก ซึ่งเพิ่มความเปราะในอุณหภูมิต่ำและทำให้เหล็กอ่อนแอต่อการกัดกร่อนของกรด ฟอสฟอรัสในเหล็กยังทำให้ความสามารถในการเปลี่ยนรูปพลาสติกในอุณหภูมิต่ำลดลงและทำให้ผลิตภัณฑ์แตกร้าวระหว่างการดึงขึ้นรูป ปริมาณฟอสฟอรัสในเหล็กควรควบคุมให้ต่ำกว่า 0.045%

6. ธาตุโลหะผสมอื่นๆ ธาตุโลหะผสมอื่นๆ ในเหล็กกล้าคาร์บอน เช่น โครเมียม โมลิบเดนัม และนิกเกล มีอยู่ในรูปของสิ่งเจือปน ซึ่งมีผลกระทบต่อเหล็กน้อยกว่าคาร์บอนมาก และปริมาณก็มีน้อยมากเช่นกัน