ธาตุแต่ละธาตุที่ปนอยู่ในเหล็กมีผลต่อคุณสมบัติของเหล็กทั้งสิ้น โดยมาตรฐานส่วนใหญ่จะใช้ธาตุหลัก ๆ อยู่ 5 ธาตุในการพิจารณา คือ คาร์บอน, ซิลิกอน, แมงกานีส, ซัลเฟอร์, ฟอสฟอรัส 
คาร์บอน (Carbon, C) เป็นธาตุหลักที่มีผลโดยตรงต่อการเพิ่มขึ้นความสามารถเฉพาะของเหล็ก การเพิ่ม-ลด ปริมาณของคาร์บอนที่ประสานอยู่ในเหล็กจะทำให้อุณหภูมิหลอมเหลวของเหล็กเปลี่ยนแปลงตามไปด้วย
หากจำนวนรวมของคาร์บอนที่เพิ่มขึ้น ค่าความทน (Strength), ค่าความแข็ง (Hardness) และค่าความต้านทานการสึกหรอ (Wear Resistance) ของเหล็กก็จะเพิ่มขึ้นด้วย แต่อัตราการยืด (Elongation) จะต่ำ
ซิลิกอน (Silicon, Si)
เมื่อปริมาณของธาตุซิลิกอนมีมากถึง 0.25% จะส่งผลลัพธ์ต่อค่าความแข็งแรงและค่าความสามารถในการอบเคลือบแข็ง ปริมาณซิลิกอนที่สูงขึ้น อาจทำให้เกิดผิวเหล็กที่มีความปุ่มป่ำไม่เรียบ ไม่ลื่น Silicon เป็นธาตุที่มีผลกระทบโดยตรงต่อความสามารถในการชุบสังกะสี (Galvanizing) โดยปริมาณซิลิกอนที่เหมาะสมสำหรับการชุบสังกะสี คือ ต่ำกว่า 0.03% และ 0.14 ถึง 0.25% Silicon ใช้เป็นตัวกลางที่ทำให้เกิดกิริยาสะท้อนออกซิไดซิ่ง (Oxidizing) ทำให้เหล็กแข็งแรงเพิ่ม อีกทั้งเพิ่มความแข็งแรงต่อการเสียดสี เพิ่มค่าแรงดึงที่จุดคราก (Yield Point) ของเหล็กให้สูงขึ้นมาก แมงกานีส (Manganese, Mn) Manganese เป็นธาตุที่ไม่จำเป็นในเนื้อเหล็กใช้เป็นตัวไล่กำมะถัน (S) ซึ่งจะหายไปในขณะหลอม ทำให้เหล็กอบชุบแข็งง่ายขึ้น ช่วยเพิ่มค่าความเค้นที่จุดคราก (Yield Strength) เมื่อปริมาณของแมงกานีสในเนื้อเหล็กทวีคูณ ซึ่งหากเทียบเคียงระหว่างแมงกานิสและคาร์บอนแล้ว แมงกานีสจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงให้กับเหล็กเป็นอัตราส่วน 1/6 เท่าของคาร์บอน
แมงกานีสสามารถผสมกับซัลเฟอร์ เกิดเป็นแมงกานีลซัลไฟด์ในเนื้อเหล็กได้ ซึ่งจะไปล้างคุณลักษณะทางกลของเหล็ก ทำให้เกิดรอยแตกที่ผิว
ซัลเฟอร์ (Sulphur, S) Sulphur เป็นธาตุที่ไม่จำเป็นต้องมีในเหล็ก เนื่องจากเป็นตัวที่ทำให้ค่าความแข็งแกร่งของเหล็กลดลงและยังสามารถทำให้เกิดรอยแตกในเหล็กได้อีกด้วย ฟอสฟอรัส (Phosphorus, P)
Phosphorus เป็นธาตุที่ไม่ต้องการให้มีอยู่ในเหล็ก สามารถกำจัดออกได้โดยขบวนการ Electric Arc Furnace
Phosphorus ทำให้เหล็กบอบบางและง่ายต่อการเกิดรอยแตก
การเจาะจงใส่ฟอสฟอรัสในเหล็กบางครั้ง ก็เพื่อต้องการเพิ่มความแข็งแรง เพิ่มความสามารถในการกลึง ใส กัด และเจาะ (Machinability) เพิ่มความสามารถในการทำสี อลูมิเนียม (Aluminium, Al)
Aluminium เป็นตัวลดปริมาณออกซิเจนในน้ำเหล็กได้อย่างมากที่สุด (Al-Killed Steel) Aluminium สามารถผสมกับธาตุไนโตรเจนเกิดเป็น AIN ซึ่งมีคุณสมบัติเปราะบางมาก อาจทำให้เกิดรอยแตกร้าวในการหล่อได้ โครเมียม (Chromium, Cr)
Chromium ช่วยปรับปรุงคุณสมบัติด้านความต้านทานการกัดกร่อน การสึกหรอ และเพิ่มความแข็งแรงของเหล็กกล้า
นิกเกิล (Nickel, Ni)
Nickel ช่วยเพิ่มความทน, ความแข็ง, ความแกร่ง (Toughness) และความต้านทานการกัดกร่อน ไม่เป็นสนิมง่าย ทนความร้อน
Nickel สามารถช่วยลดผลเสียของทองแดงที่มีต่อเหล็กกล้าได้ โดยจะช่วยเพิ่มความสามารถในการสลายของทองแดงในเกรนเหล็กให้มากขึ้น ทำให้ไม่เกิดทองแดงบริสุทธิ์ตกตะกอนอยู่ตามขอบเกรน Nickelไม่สามารถลบล้างออกได้ในขั้นตอนการสร้างเหล็กกล้า ทองแดง (Copper, Cu)
Copper เป็นธาตุที่ไม่สามารถกำจัดออกได้ในขั้นตอนการทำ (Steel Making) ไนโอเบียม (Niobium, Nb)
Niobium ช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานการสึกหรอ โดยทำให้เม็ดเกรนของเหล็กกล้ามีขนาดเล็ก ไทเทเนียม (Titanium, Ti)
Titanium สามารถเพิ่มความทนทานได้อย่างมากในเหล็กกล้า โดยไทเทเนียมจะไปจับตัวกับคาร์บอนเกิดเป็นสารประกอบคาร์ไบด์ เป็นธาตุผสมที่สำคัญในเหล็กสเตนเลส เพื่อป้องกันการถูกกัดกร่อนตามขอบเกรน นอกจากนั้น ไทเทเนียมยังช่วยทำให้เหล็กมีเกรนละเอียด วาเนเดียม (Vanadium, V)
Vanadium เพิ่มความแข็งแรง โดยทำให้เม็ดเกรนของเหล็กกล้ามีขนาดเล็กลง
และยังพิ่มความต้านทานการสึกหรอของเหล็กกล้า และทำให้เหล็กทนต่อความร้อนได้ดี ดีบุก (Tin, Sn)
Tin ทำให้เหล็กกล้าเปราะและแตกได้ง่าย และไม่สามารถขจัดออกจากเหล็กกล้าได้
แหล่งกำเนิดของดีบุกในเหล็กกล้าที่มาจากขบวนการผลิตแบบใช้เศษเหล็กเป็นวัตถุดิบ คือ กระป๋องน้ำอัดลม, กระป๋องต่าง ๆ ที่ชุบด้วยดีบุก
โมลิบดินัม (Molybdeum, Mo)
Molybdeum ไม่สามารถถูกขจัดออกได้ในกรรมวิธีการสร้างเหล็กกล้า เพิ่มความแข็งและความแข็งแรงให้กับเหล็กกล้า และเพิ่มความแข็งและความแข็งแรงให้กับเหล็กกล้า
| Create Date : 07 มิถุนายน 2560 |
| Last Update : 7 มิถุนายน 2560 15:04:29 น. |
|
0 comments
|
| Counter : 601 Pageviews. |
 |
|
