1. 炭素（C） 炭素は、鋼の冷間塑性変形に影響を与える最も重要な化学元素です。炭素含有量が高いほど、鋼の強度は高くなりますが、冷間塑性は低下します。炭素含有量が0.1%増加するごとに、降伏強度は約27.4MPa増加し、引張強度は約58.8MPa増加し、伸びは約4.3%減少することが証明されています。したがって、鋼中の炭素含有量は、鋼の冷間塑性変形性能に大きな影響を与えます。
2. マンガン（Mn）。マンガンは製鋼工程において酸化鉄と反応し、主に鋼の脱酸に寄与します。また、鋼中の硫化鉄とも反応し、硫黄が鋼に及ぼす悪影響を軽減します。生成した硫化マンガンは鋼の切削性を向上させます。マンガンは鋼の引張強度と降伏強度を向上させ、冷間塑性を低下させますが、これは鋼の冷間塑性変形には不利です。ただし、マンガンの変形力に対する悪影響は炭素の約1/4程度です。したがって、特別な要件がない限り、炭素鋼のマンガン含有量は0.9%を超えてはなりません。
3. ケイ素（Si）。ケイ素は製鋼時の脱酸剤の残留物です。鋼中のケイ素含有量が0.1%増加すると、引張強度は約13.7MPa増加します。ケイ素含有量が0.17%を超え、炭素含有量が高い場合、鋼の冷間塑性の低下に大きな影響を与えます。鋼中のケイ素含有量を適切に増加させることは、鋼の総合的な機械的特性、特に弾性限界に有益であり、鋼の耐侵食性も向上させることができます。しかし、鋼中のケイ素含有量が0.15%を超えると、非金属介在物が急速に形成されます。高ケイ素鋼を焼きなまししても、鋼の軟化や冷間塑性変形特性の低下は起こりません。したがって、製品の高い強度性能要件に加えて、ケイ素含有量は可能な限り低減する必要があります。
4．硫黄（S）。硫黄は有害な不純物です。鋼に含まれる硫黄は、金属の結晶粒子を互いに分離させ、亀裂を引き起こします。また、硫黄の存在は鋼の高温脆化や錆の原因にもなります。したがって、硫黄含有量は0.055%未満でなければなりません。高品質の鋼では、0.04%未満である必要があります。
5．リン（P）。リンは鋼材加工硬化効果が強く、偏析が激しいため、鋼材の低温脆性が増し、酸腐食に対する脆弱性が高まります。また、鋼材中のリンは低温塑性変形能力を低下させ、引抜き加工時に製品の割れを引き起こす可能性があります。鋼材中のリン含有量は0.045%以下に抑える必要があります。
6. その他の合金元素。炭素鋼に含まれるクロム、モリブデン、ニッケルなどのその他の合金元素は不純物として存在し、炭素に比べて鋼への影響ははるかに小さく、含有量も極めて少ない。
投稿日時：2022年7月13日