ALAŞIM ELEMENTLERİNİN ÇELİĞE ETKİSİ
Karbon (C):
Çeliği oluşturan en temel elementlerden birisidir. Karbon miktarı arttıkça alaşımsız çeliklerin dayanımı ve sertliği önemli ölçüde artar. Karbon miktarı arttıkça çelikteki perlit oranı artacağından çelik dayanımı, akma sınırı artar ancak çeliğin sünekliliği, dövüle bilirliği derin çekile bilirliği ve kaynak edilebilirliği azalır ve ısıl işlemde çatlak-deformasyon eğilimi artar.
Mangan (Mn):
Çeliğin dayanımı arttırır, fakat sünekliğini bir miktar azaltır. Dövüle bilirliğini ve sertleşe bilirliğini iyileştirir. Kaynak kabiliyetini olumsuz etkilemez bu nedenle düşük karbonlu, fakat yüksek dayanımlı kaynak edilebilir çeliklerde %1,6 'ya kadar Mn ilave edilir. Yüksek manganlı ve karbonlu çelikler ostenitik yapıya sahiptirler ve aşınma dayanımları yüksektir. Yüzey kalitesini iyileştirir.
Siliyum (Si):
Çelik üretiminde oksijen giderici olarak kullanılan elementtir. %14-15 Si içeren çeliklerde korozyon dayanımı iyidir, fakat dövülemezler ve kırılgandırlar. Silisyum miktarı arttıkça çeliğin tane büyüklüğü de artar. Silisyum çeliğin dayanımını sertliğini arttırır fakat etkisi mangana göre daha azdır. Çeliğin sertleşe bilirliği, aşınmaya karşı dayanımı ve elastikiyeti yükselir, yüzey kalitesini olumsuz etkiler.
Kükürt (S):
Otomat çelikleri hariç istenmeyen bir elementtir ve daima azaltılmaya çalışılır. Kükürt miktarı yükseldikçe şekillendirmeye dik doğrultuda süneklik ve darbe dayanımı düşer, boyuna doğrultuda etkilenme azdır. Mangan ile dengelenmediğinde sıcakta kırılganlık yapar, kaynak edilebilirliği ve sertleşe bilirliği kötüleşir
Fosfor (P):
Ferritin dayanımını en fazla arttıran elementtir. Bu nedenle düşük miktarda bulunda bile çeliğin dayanımını ve sertliğini arttırıcı, buna karşın şekillendirme yönünde sünekliliği ve darbe dayanımını azaltıcı etki yapar. Çeliğin korozyon dayanımını iyileştirmesine karşın kükürtle birlikte çelikte az bulunmasına çalışılır ve kalite belirlenmesinde 1. planda rol oynar.
Krom (Cr):
Çelikte oksidasyona ve korozyona karşı dayanımı, aşınma direncini, sertleşe bilirliği arttırır .Karbür yapıcı element olduğundan çekme dayanımı ve sıcağa dayanımı arttırır, sünekliliği düşürür
Nikel (Ni):
Çeliğin dayanımını arttırır, bu artış silisyum ve mangana göre daha az olmakla birlikte süneklikte önemli bir azalma olmaz. Sertleşe bilirliği arttırır. Özellikle krom ile birlikte kullanıldığında yüksek süneklik, yüksek sertleşe bilirlik ve yüksek yorulma direnci gösterir. Sıcağa ve tufallaşmaya karşı dayanımı iyileştirir.
Molibden (Mo):
Kuvvetli karbür ve nitrür yapıcı elementtir. Düşük alaşımlı çeliklerde genellikle krom ile birlikte bulunduğundan çeliğin sertleşe bilirliğini, çekme dayanımını ve sıcağa dayanımını arttırır ancak meneviş kırılganlığını azaltır.
Vanadyum (V):
Sertleşe bilirliği arttırır, azot ile birleşerek nitrür teşekkül ettirirerek ferritik yapıda tane küçülmesine neden olur. Bu nedenle çentik dayanımını yükseltir. Kuvvetli karbür teşekkül ettirici olduğundan, aşınmaya ve sıcağa dayanımını arttırmak için takım çeliklerinde volframla, sıcağa dayanıklı çeliklerde krom ile birlikte kullanılır.
Volfram (W):
Çeliğin dayanımı arttırır. Özellikle hız çeliklerinde sekonder sertleştirme yaparak meneviş dayanımı arttırır. Bu etki karbür teşekkül ettirmesinden dolayıdır ve yarattığı karbürler aşınmaya karşı direnci arttırır.
Niobyum (Nb):
Özellikle yüksek dayanımlı düşük alaşımlı çeliklerde kontrollü haddeleme ve soğutma ile özellikleri iyileştirmek için ve sıcağa dayanıklı çeliklerde kullanılır. Kuvvetli karbür ve nitrür yapıcıdır. Sertliği yükseltir, taneleri inceltir ve şekil değişe bilirliği azaltır
Titanyum (Ti):
Kuvvetli karbür ve nitrür yapıcıdır. Genel olarak çeliklerde tane yapısını inceltir.
Zirkonyum (Zr):
Daha çok yüksek dayanımlı düşük alaşımlı çeliklerde arıtılamayan elementleri arıtıcı olarak kullanılır. Özellikle sülfürlerin biçimlerini değiştirerek sünekliği arttırır.
Kobalt (Co):
Karbür teşekkül ettirmez ancak sıcağa dayanımı arttırır. Sertleşmeyi azaltır, yüksek sıcaklıklarda tane büyümesini yavaşlattığı için daha çok hız çeliklerine ve sıcağa dayanımlı çeliklerde kullanılır. Çeliğin manyetik özelliklerini olumlu yünde etkiler
Alüminyum (Al):
En güçlü oksijen giderici elementtir. Azot ile birlikte nitrür teşekkül ettirir, ısıtma tane kabalaşması ve çeliğin yaşlanma eğilimini azaltır. Çelik üretiminde tane inceltici elementtir.
Bor (B):
Düşük ve orta karbonlu çeliklerde sertleşe bilirliği arttıran ve nitrür teşekkül ettiren bir elementtir.
Bakır (Cu):
Çeliğin dayanımını ve sertliğini arttırır, sünekliliği çok fazla düşürür. Korozyona dayanımı iyileştirir. Sıcak şekillendirmede kırılganlık yaratmasından dolayı çelik üretiminde %0,5 miktarın artması istenmemektedir.
Kurşun (Pb):
Çelikte çözünmediğinden yalnızca otomat çeliklerinde talaşları kırılgan yapmak amacıyla ilave edilir, fakat yapıda homojen ve ince dağılması gerekmektedir.
Azot (N):
Nitrür teşekkül ettirici bir elementtir. Çelikte yaşlanma meydana getirir. Yaşlanmanın sorun olmadığı durumlarda, sertliği mekanik dayanımı ve atmosfer korozyonuna dayanımı arttırır.