Terästä käytetään laajalti teollisuudessa ja sen pääelementtejä ovat rauta ja hiiliseokset, eli teräs on raudan ja hiilen yhdistelmä. Raudan ja hiilen lisäksi teräksessä on monia hivenaineita, joista osa jää sulatusprosessiin ja osa käytetään niukkaseosteisen teräksen lujuuden ja kokonaisominaisuuksien parantamiseen. Tässä artikkelissa käsitellään yleisten seosaineiden vaikutusta teräksen ominaisuuksiin, mukaan lukien mangaani, pii, kromi, nikkeli, alumiini, vanadiini, niobium, titaani, typpi, boori, harvinaisten maametallien alkuaineet, rikki, fosfori, happi ja vety .
Suotuisia elementtejä
Pii ja mangaani: ovat yleisimmin käytettyjä lujiteelementtejä niukkaseosteisissa teräksissä.
Kromi ja nikkeli: Kromin ja nikkelin määrä niukkaseosteisessa teräksessä ei ole suuri, yleensä enintään 1 prosentti. Sen päätehtävänä on lisätä austeniittisen teräksen alijäähdytysastetta ja siten hioa rakennetta ja lisätä lujuutta kohtalaisesti. Kromi ja nikkeli voivat myös lisätä terästä. Korkea ilmakehän korroosionkestävyys, parempi iskunkestävyys ja alennettu kylmä-hauras siirtymälämpötila.
Molybdeeni: Sillä on ilmeinen kiinteää liuosta vahvistava vaikutus. Samanaikaisesti molybdeeni on vahva kovametallin muodostava elementti, joka on hyödyllinen parantamaan teräksen lujuutta korkeissa lämpötiloissa ja estämään teräksen haurautta. Molybdeeni voi myös viivyttää alijäähdytetyn austeniitin muuttumista perliitiksi, millä on merkittävä vaikutus teräksen mikrorakenteeseen. Molybdeenin tärkein haittavaikutus on edistää teräksen grafitoitumista.
Vanadiini: Vahvistuu teräksessä karbidisaostuksella ja rakeita jalosttamalla. Teräksen vanadiinipitoisuus ei saa olla liian korkea, muuten se voi vaikuttaa hitsaustehoon ja vähentää loven sitkeyttä.
Niobium: Se on erittäin vahva kovametallia muodostava alkuaine. Niobium vahvistaa terästä saostuskarkaisulla ja raepuhdistuksella. Koska niobiumkarbidilla on stabiilisuuden ja dispersion ominaisuudet, se voi jalostaa rakeita, parantaa teräksen lujuutta ja sitkeyttä ja tehdä teräksestä hyvän vedynkestävyyden.
Titaani: toimii kuten vanadiini ja niobium, mutta sitä käytetään vain tapetuissa teräksissä sen voimakkaiden hapettumista poistavien ominaisuuksiensa vuoksi. Titaani on vahvin kovametallin muodostaja ja se voi parantaa teräksen stabiilisuutta korkeassa lämpötilassa ja korkeapaineisessa vetyilmakehässä. Titaani voi jalostaa rakeita ja parantaa teräksen lujuutta ja sitkeyttä.
Boori: Yleensä boorin määrä teräksessä on hyvin pieni. Pieni määrä booria voi parantaa teräksen karkenevuutta ja parantaa teräksen lujuutta korkeissa lämpötiloissa.
Typpi: Se voi liueta ferriitiksi ja vaikuttaa kiinteän liuoksen vahvistamiseen. Typpi ei muodosta karbideja teräkseen, mutta se voi muodostaa nitridejä muiden seosaineiden, kuten TiN:n, AlN:n, kanssa, jolloin saadaan aikaan rakeiden jalostusvaikutus. Typpi muodostaa kuitenkin huokosia ja huokoisuutta teräkseen, mikä vähentää teräksen korroosionkestävyyttä.
Harvinaisia alkuaineita: erittäin runsaasti kotimaassani. Teräksen valmistuksessa lisätään usein sopiva määrä harvinaisia alkuaineita, joiden pääkomponentit ovat lantaani, cerium, praseodyymi ja neodyymi, jotka voivat puhdistaa raerajalla olevat epäpuhtaudet ja parantaa teräksen lujuutta korkeissa lämpötiloissa.