ธาตุแต่ละธาตุที่ผสมอยู่ในเหล็กส่งผลต่อคุณสมบัติของเหล็กทั้งสิ้น โดยมาตรฐานส่วนใหญ่จะใช้ธาตุหลัก ๆ อยู่ 5 ธาตุในการพิจารณา คือ คาร์บอน, ซิลิกอน, แมงกานีส, ซัลเฟอร์, ฟอสฟอรัส

คาร์บอน (Carbon, C)

เป็นธาตุหลักที่มีผลกระทบโดยตรงต่อการเพิ่มประสิทธิภาพของเหล็ก การเพิ่ม-ลด ปริมาณของคาร์บอนที่ผสมอยู่ในเหล็กจะทำให้อุณหภูมิหลอมเหลวของเหล็กเปลี่ยนแปลงตามไปด้วย

หากจำนวนรวมของคาร์บอนที่เพิ่มขึ้น ค่าความคงทน (Strength), ค่าความแข็ง (Hardness) และค่าความต้านทานการสึกหรอ (Wear Resistance) ของเหล็กก็จะมากขึ้นด้วย แต่อัตราการยืด (Elongation) จะลดน้อย

ซิลิกอน (Silicon, Si)
เมื่อปริมาณของธาตุซิลิกอนมีสูงกว่า 0.25% จะมีผลต่อค่าความแข็งแรงและค่าความสามารถในการอบเคลือบแข็ง ปริมาณซิลิกอนที่สูงขึ้น อาจเป็นเหตุให้เกิดผิวเหล็กที่มีความขรุขระไม่เรียบ ไม่ลื่น

Silicon เป็นธาตุที่มีผลโดยตรงต่อความสามารถในการชุบสังกะสี (Galvanizing) โดยปริมาณซิลิกอนที่เหมาะสมสำหรับการเคลือบสังกะสี คือ < 0.03% และ 0.14 – 0.25%

Silicon ใช้เป็นตัวกลางที่ทำให้เกิดการตอบสนองออกซิไดซิ่ง (Oxidizing) ทำให้เหล็กทนเพิ่มมากขึ้น อีกทั้งเพิ่มความแข็งแรงต่อการเสียดสี เพิ่มค่าแรงดึงที่จุดคราก (Yield Point) ของเหล็กให้สูงขึ้นมาก

แมงกานีส (Manganese, Mn)

Manganese เป็นธาตุที่ไม่จำเป็นในเนื้อเหล็กใช้เป็นตัวไล่กำมะถัน (S) ซึ่งจะหายไปในขณะหลอม ทำให้เหล็กอบชุบแข็งง่ายขึ้น

ช่วยเพิ่มค่าความเค้นที่จุดคราก (Yield Strength) เมื่อปริมาณของแมงกานีสในเนื้อเหล็กเพิ่มปริมาณ ซึ่งหากเทียบกับระหว่างแมงกานิสและคาร์บอนแล้ว แมงกานีสจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงให้กับเหล็กเป็นอัตราส่วน 1/6 เท่าของคาร์บอน

แมงกานีสสามารถผสมกับซัลเฟอร์ เกิดเป็นแมงกานีลซัลไฟด์ในเนื้อเหล็กได้ ซึ่งจะไปกำจัดคุณสมบัติทางกลของเหล็ก ทำให้เกิดรอยแตกที่ผิว

ซัลเฟอร์ (Sulphur, S)

Sulphur เป็นธาตุที่ไม่จำเป็นต้องมีในเหล็ก เนื่องจากเป็นตัวที่ทำให้ค่าความแข็งแกร่งของเหล็กลดลงและยังสามารถทำให้เกิดรอยแตกในเหล็กได้อีกด้วย

ฟอสฟอรัส (Phosphorus, P)
Phosphorus เป็นธาตุที่ไม่ต้องการให้มีอยู่ในเหล็ก สามารถขจัดออกได้โดยขบวนการ Electric Arc Furnace

Phosphorus ทำให้เหล็กเปราะและง่ายต่อการเกิดรอยแตก

การระบุใส่ฟอสฟอรัสในเหล็กบางครั้ง ก็เพื่อต้องการเพิ่มความคงทน เพิ่มความสามารถในการกลึง ใส กัด และเจาะ (Machinability) เพิ่มความสามารถในการทำสี

อลูมิเนียม (Aluminium, Al)
Aluminium เป็นตัวลดปริมาณออกซิเจนในน้ำเหล็กได้อย่างสูงที่สุด (Al-Killed Steel)

Aluminium สามารถรวมตัวกับธาตุไนโตรเจนเกิดเป็น AIN ซึ่งมีสรรพคุณเปราะมาก อาจทำให้เกิดรอยแตกหักในการหล่อได้

โครเมียม (Chromium, Cr)
Chromium ช่วยเปลี่ยนแปลงสรรพคุณด้านความต้านทานการกัดกร่อน การสึกหรอ และเพิ่มความแข็งแรงของเหล็กกล้า

นิกเกิล (Nickel, Ni)
Nickel ช่วยเพิ่มความทน, ความแข็ง, ความแกร่ง (Toughness) และความต้านทานการกัดกร่อน ไม่เป็นสนิมง่าย ทนความร้อน

Nickel สามารถช่วยลดผลร้ายของทองแดงที่มีต่อเหล็กกล้าได้ โดยจะช่วยเพิ่มความสามารถในการหลอมของทองแดงในเกรนเหล็กให้เพิ่มมากขึ้น ทำให้ไม่เกิดทองแดงบริสุทธิ์ตกตะกอนอยู่ตามขอบเกรน

Nickelไม่สามารถกำจัดออกได้ในขั้นตอนการสร้างเหล็กกล้า

ทองแดง (Copper, Cu)
Copper เป็นธาตุที่ไม่สามารถกำจัดออกได้ในขั้นตอนการทำ (Steel Making)

ไนโอเบียม (Niobium, Nb)
Niobium ช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานการสึกหรอ โดยทำให้เม็ดเกรนของเหล็กกล้ามีขนาดเล็ก

ไทเทเนียม (Titanium, Ti)
Titanium สามารถเพิ่มความแข็งแรงได้อย่างมากในเหล็กกล้า โดยไทเทเนียมจะไปจับตัวกับคาร์บอนเกิดเป็นสารประกอบคาร์ไบด์ เป็นธาตุผสมที่สำคัญในเหล็กสเตนเลส เพื่อป้องกันการถูกกัดกร่อนตามขอบเกรน นอกจากนั้น ไทเทเนียมยังช่วยทำให้เหล็กมีเกรนละเอียด

วาเนเดียม (Vanadium, V)
Vanadium เพิ่มความแข็งแรง โดยทำให้เม็ดเกรนของเหล็กกล้ามีขนาดเล็กลง
และยังพิ่มความต้านทานการสึกหรอของเหล็กกล้า และทำให้เหล็กทนต่อความร้อนได้ดี

ดีบุก (Tin, Sn)
Tin ทำให้เหล็กกล้าเปราะและแตกได้ง่าย และไม่สามารถขจัดออกจากเหล็กกล้าได้

แหล่งที่มาของดีบุกในเหล็กกล้าที่มาจากขบวนการผลิตแบบใช้เศษเหล็กเป็นวัตถุดิบ คือ กระป๋องน้ำอัดลม, กระป๋องต่าง ๆ ที่เคลือบด้วยดีบุก

โมลิบดินัม (Molybdeum, Mo)
Molybdeum ไม่สามารถถูกขจัดออกได้ในกรรมวิธีการผลิตเหล็กกล้า เพิ่มความแข็งและความแข็งแรงให้กับเหล็กกล้า และเพิ่มความแข็งและความแข็งแรงให้กับเหล็กกล้า

Create Date : 25 มกราคม 2560		1 comments
Last Update : 25 มกราคม 2560 10:24:09 น.
Counter : 516 Pageviews.
Share Tweet