इस्पात में रासायनिक संरचना की क्रिया

1. कार्बन (C)। कार्बन इस्पात के ठंडे प्लास्टिक विरूपण को प्रभावित करने वाला सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक तत्व है। कार्बन की मात्रा जितनी अधिक होगी, इस्पात की मजबूती उतनी ही अधिक होगी और उसकी ठंडी प्लास्टिसिटी उतनी ही कम होगी। यह सिद्ध हो चुका है कि कार्बन की मात्रा में प्रत्येक 0.1% की वृद्धि से उपज शक्ति लगभग 27.4 MPa बढ़ जाती है; तन्यता शक्ति लगभग 58.8 MPa बढ़ जाती है; और बढ़ाव लगभग 4.3% कम हो जाता है। अतः इस्पात में कार्बन की मात्रा इस्पात के ठंडे प्लास्टिक विरूपण प्रदर्शन पर गहरा प्रभाव डालती है।

2. मैंगनीज (Mn)। इस्पात गलाने की प्रक्रिया में मैंगनीज लौह ऑक्साइड के साथ अभिक्रिया करता है, मुख्य रूप से इस्पात के ऑक्सीकरण को कम करने के लिए। इस्पात में मौजूद लौह सल्फाइड के साथ अभिक्रिया करके मैंगनीज इस्पात पर सल्फर के हानिकारक प्रभाव को कम कर सकता है। निर्मित मैंगनीज सल्फाइड इस्पात के काटने के प्रदर्शन को बेहतर बनाता है। मैंगनीज इस्पात की तन्यता और उपज शक्ति को बढ़ाता है और शीतल प्लास्टिसिटी को कम करता है, जो इस्पात के शीतल प्लास्टिक विरूपण के लिए प्रतिकूल है। हालांकि, विरूपण बल पर मैंगनीज का प्रभाव कार्बन की तुलना में लगभग 1/4 ही होता है। इसलिए, विशेष आवश्यकताओं को छोड़कर, कार्बन इस्पात में मैंगनीज की मात्रा 0.9% से अधिक नहीं होनी चाहिए।

3. सिलिकॉन (Si)। सिलिकॉन इस्पात गलाने की प्रक्रिया के दौरान डीऑक्सीडाइज़र का अवशेष है। इस्पात में सिलिकॉन की मात्रा 0.1% बढ़ने पर तन्यता सामर्थ्य लगभग 13.7 MPa बढ़ जाती है। जब सिलिकॉन की मात्रा 0.17% से अधिक हो जाती है और कार्बन की मात्रा अधिक होती है, तो इस्पात की शीत प्लास्टिसिटी में काफी कमी आती है। इस्पात में सिलिकॉन की मात्रा को उचित रूप से बढ़ाने से इस्पात के समग्र यांत्रिक गुणों, विशेष रूप से प्रत्यास्थता सीमा में सुधार होता है, और यह इस्पात के क्षरण प्रतिरोध को भी बढ़ा सकता है। हालांकि, जब इस्पात में सिलिकॉन की मात्रा 0.15% से अधिक हो जाती है, तो अधातु अशुद्धियाँ तेजी से बनने लगती हैं। उच्च सिलिकॉन वाले इस्पात को एनील करने पर भी यह नरम नहीं होता और इस्पात के शीत प्लास्टिक विरूपण गुणों को कम कर देता है। इसलिए, उत्पाद की उच्च सामर्थ्य प्रदर्शन आवश्यकताओं के अतिरिक्त, सिलिकॉन की मात्रा को यथासंभव कम किया जाना चाहिए।

4. सल्फर (S)। सल्फर एक हानिकारक अशुद्धि है। इस्पात में सल्फर की उपस्थिति धातु के क्रिस्टलीय कणों को आपस में अलग कर देती है और दरारें पैदा करती है। सल्फर की उपस्थिति से इस्पात में ऊष्मा भंगुरता और जंग भी लग जाती है। इसलिए, सल्फर की मात्रा 0.055% से कम होनी चाहिए। उच्च गुणवत्ता वाले इस्पात में यह मात्रा 0.04% से कम होनी चाहिए।

5. फास्फोरस (P)। फास्फोरस में प्रबल कार्य कठोरता प्रभाव होता है और इस्पात में इसका गंभीर पृथक्करण होता है, जिससे इस्पात की ठंडी भंगुरता बढ़ जाती है और यह अम्ल क्षरण के प्रति संवेदनशील हो जाता है। इस्पात में फास्फोरस की उपस्थिति से ठंडी प्लास्टिक विरूपण क्षमता भी कम हो जाती है और खींचने के दौरान उत्पाद में दरारें पड़ सकती हैं। इस्पात में फास्फोरस की मात्रा 0.045% से कम होनी चाहिए।

6. अन्य मिश्रधातु तत्व। कार्बन स्टील में क्रोमियम, मोलिब्डेनम और निकेल जैसे अन्य मिश्रधातु तत्व अशुद्धियों के रूप में मौजूद होते हैं, जिनका स्टील पर कार्बन की तुलना में बहुत कम प्रभाव पड़ता है, और इनकी मात्रा भी अत्यंत कम होती है।