تأثیر عناصر مختلف بر خواص فولاد هادفیلد

عنصر کربن: عمده ترین تأثیرات این عنصر عبارتند از: افزایش درجه حرات Acm با افزایش میزان کربن، افزایش استحکام تسلیم، افزایش استحکام کششی تا محدوده معین از کربن و سپس کاهش آن با افزایش کربن، کاهش ازدیاد طول نسبی با افزایش کربن.

عنصر منگنز: منگنز تأثیر اندکی بر استحکام تسلیم دارد. منگنز تا 14 درصد استحکام کششی و ازدیاد طول نسبی را افزایش و در بالاتر از آن کاهش می دهد. منگنز عامل پایدار کننده آستنیت است اما نمی تواند استحاله آستنیت را متوقف کند.

عنصر سیلسیم: عنصر سیلیسیم به ندرت به عنوان عنصر آلیاژی به ترکیب فولادهای هادفیلد اضافه می شود، حضور آن عمدتاً به دلیل استفاده از این عنصر به عنوان اکسیژن زدا در فرایند تهیه ذوب است. عنصر سیلسیم تا حدود 2 درصد استحکام تسلیم فولاد هادفیلد را به مقدار کم افزایش می دهد. در بالاتر از 2٫2 درصد کاهش سریع در استحکام و انعطاف پذیرحاصل می گردد. فولادهای هادفیلد حاوی بیش از 2٫3 درصد سیلیسیم قابلیت کار پذیری ندارند.

عنصر نیکل: این عنصر تا حد 4 درصد و یا بیشتر برای تثبیت فاز آستنیت به کار گرفته می شود. این عنصر، مخصوصاً در جلوگیری از ایجاد کاربیدهای که در محدوده حرارت 3000 تا 5000 درجه سانتیگراد تشکیل می شوند موثر است. وجود نیکل خاصیت غیر مغناطیس فولاد هادفیلد را تقویت و استحکام کششی را کاهش می دهد. اما در حد بیش از 5 درصد تأثیر آن بر استحکام کششی قابل صرف نظر کردن است.

عنصر وانادیم: این عنصر کاربیدزای بسیار قوی است و بنابراین برای افزایش استحکام تسلیم به این فولادها اضافه می شود. انعطاف پذیری را کاهش می دهد و تأثیری بر روی مقاومت در مقابل سایش ندارد.

عنصر مس: مس نظیر نیکل در محدوده 1 تا 5 درصد برای تثبیت فاز آستنیت به کار گرفته می شود. تأثیر عنصر مس بر خواص مکانیکی این فولادها به صورت دقیق و کامل مورد مطالعه قرار نگرفته است؛ ولی گزارش هایی پراکنده حکایت از ایجاد حالت شکنندگی در فولاد هادفیلد دارند و این پدیده را با محدودیت حلالیت مس در فاز آستنیت مرتبط می دانند.

عنصر تیتانیم: استفاده از عنصر تیتانیم برای خنثی کردن اثر فسفر، در کشورهای اروپایی متداول است. این عنصر با ایجاد کاربیدهای پایدار میزان کربن محلول در استنیت را کاهش داده و نتیجه آن خواص معادل رده های کم کربن فولادهای هادفیلد است.

عنصر فسفر: اثرات فسفر عبارتند از: کاهش انعطاف پذیری به خصوص در پایین تر از درجه حرارت اتاق. در بالاتر از 0٫06 درصد ضمن کاهش انعطاف پذیری، تمایل به پارگی گرم در درجه حرارت های بالا را افزایش می دهد. کاهش عنصر فسفر در حداقل ممکن، همواره و به خصوص در مواردی که قطعات جوشکاری می شوند توصیه می گردد. میزان فسفر در الکترودهای جوشکای در فولادهای منگنزی، باید در پائین ترین حد باشد.