การกระทำขององค์ประกอบทางเคมีในเหล็ก

1. คาร์บอน (C) คาร์บอนเป็นธาตุเคมีที่สำคัญที่สุดที่มีผลต่อการเสียรูปพลาสติกเย็นของเหล็กกล้า ยิ่งปริมาณคาร์บอนสูง ความแข็งแรงของเหล็กกล้าก็จะยิ่งสูงขึ้น แต่ค่าพลาสติกเย็นก็จะยิ่งต่ำลง มีการพิสูจน์แล้วว่าทุกๆ ปริมาณคาร์บอนที่เพิ่มขึ้น 0.1% จะทำให้ค่าความแข็งแรงครากเพิ่มขึ้นประมาณ 27.4 เมกะปาสคาล ความต้านทานแรงดึงเพิ่มขึ้นประมาณ 58.8 เมกะปาสคาล และการยืดตัวลดลงประมาณ 4.3% ดังนั้น ปริมาณคาร์บอนในเหล็กกล้าจึงส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพการเสียรูปพลาสติกเย็นของเหล็กกล้า

2. แมงกานีส (Mn) แมงกานีสทำปฏิกิริยากับเหล็กออกไซด์ในการถลุงเหล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการดีออกซิไดซ์เหล็ก แมงกานีสทำปฏิกิริยากับเหล็กซัลไฟด์ในเหล็ก ซึ่งสามารถลดผลกระทบที่เป็นอันตรายของกำมะถันที่มีต่อเหล็ก แมงกานีสซัลไฟด์ที่ขึ้นรูปแล้วสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการตัดของเหล็กได้ แมงกานีสสามารถเพิ่มความแข็งแรงแรงดึงและความแข็งแรงครากของเหล็ก ลดค่าพลาสติกที่เย็น ซึ่งไม่เอื้อต่อการเสียรูปพลาสติกที่เย็นของเหล็ก อย่างไรก็ตาม แมงกานีสมีผลเสียต่อแรงเสียรูป โดยมีปริมาณคาร์บอนเพียงประมาณ 1/4 ดังนั้น ยกเว้นข้อกำหนดพิเศษ ปริมาณแมงกานีสในเหล็กกล้าคาร์บอนไม่ควรเกิน 0.9%

3. ซิลิคอน (Si) ซิลิคอนเป็นสารตกค้างของสารดีออกซิไดเซอร์ในระหว่างการถลุงเหล็ก เมื่อปริมาณซิลิคอนในเหล็กเพิ่มขึ้น 0.1% ความต้านทานแรงดึงจะเพิ่มขึ้นประมาณ 13.7 เมกะปาสคาล เมื่อปริมาณซิลิคอนเกิน 0.17% และมีปริมาณคาร์บอนสูง จะมีผลอย่างมากต่อการลดค่าความยืดหยุ่นของเหล็ก การเพิ่มปริมาณซิลิคอนในเหล็กอย่างเหมาะสมเป็นประโยชน์ต่อคุณสมบัติเชิงกลโดยรวมของเหล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่งขีดจำกัดความยืดหยุ่น นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กได้อีกด้วย อย่างไรก็ตาม เมื่อปริมาณซิลิคอนในเหล็กเกิน 0.15% จะเกิดการเจือปนของอโลหะอย่างรวดเร็ว แม้ว่าเหล็กที่มีซิลิคอนสูงจะถูกอบอ่อน แต่ก็จะไม่อ่อนตัวและลดคุณสมบัติการเสียรูปพลาสติกเย็นของเหล็ก ดังนั้น นอกจากความต้องการด้านความแข็งแรงสูงของผลิตภัณฑ์แล้ว ควรลดปริมาณซิลิคอนให้มากที่สุด

4. กำมะถัน (S) กำมะถันเป็นสิ่งเจือปนที่เป็นอันตราย กำมะถันในเหล็กจะแยกอนุภาคผลึกของโลหะออกจากกันและทำให้เกิดรอยแตกร้าว การมีกำมะถันอยู่ยังทำให้เหล็กเปราะเมื่อถูกความร้อนและเกิดสนิม ดังนั้น ปริมาณกำมะถันควรน้อยกว่า 0.055% ส่วนเหล็กคุณภาพสูงควรน้อยกว่า 0.04%

5. ฟอสฟอรัส (P) ฟอสฟอรัสมีฤทธิ์ในการชุบแข็งจากการทำงานอย่างแข็งขันและการแยกตัวอย่างรุนแรงในเหล็ก ซึ่งเพิ่มความแข็งเปราะเมื่อเย็นของเหล็กและทำให้เหล็กเสี่ยงต่อการถูกกัดกร่อนจากกรด ฟอสฟอรัสในเหล็กยังทำให้ความสามารถในการเปลี่ยนรูปพลาสติกเมื่อเย็นลดลงและทำให้เกิดการแตกร้าวของผลิตภัณฑ์ในระหว่างการดึง ควรควบคุมปริมาณฟอสฟอรัสในเหล็กให้ต่ำกว่า 0.045%

6. ธาตุโลหะผสมอื่นๆ ธาตุโลหะผสมอื่นๆ ในเหล็กกล้าคาร์บอน เช่น โครเมียม โมลิบดีนัม และนิกเกิล มีอยู่ในรูปของสิ่งเจือปน ซึ่งมีผลกระทบต่อเหล็กกล้าน้อยกว่าคาร์บอนมาก และยังมีปริมาณน้อยมากอีกด้วย