鋼の諸性質におよぼす合金元素の影響

鋼の諸性質におよぼす合金元素の影響(参考)

構　造　用　鋼

元素名	構造用鋼におよぼす添加元素の影響
C	オーステナイトに固溶し、焼入れ時、マルテンサイトを生ずる。C の増大とともに、マルテンサイトのひずみを上昇させ焼入れ硬さを増す。Fe Cr Mo V などと炭化物を作り、強度を増す。C 量の増加とともに引っ張り強さは増すが、溶接性を害する。
Si	溶鋼中酸化物は、Mn 酸化物などと結合し、浮上脱離が容易なので、脱酸材として最も有効である。フェライト相を強化し、３００℃以下の焼き戻し抵抗性を大にするが、２％以上加えると塑性を害するから添加に限度がある。
Mn	焼入れ性を増し,強度を上げるが、焼き戻し抵抗がない。脱酸材として有効。S と結合して被削性を増し、赤熱ぜい性を防止する。廉価である事が有効性を一層高める。多量添加すると酸化物が炉材を著しく侵食する。
P	偏析を起こしやすく、ゴーストを形成し、繊維組織を作りやすい。衝撃抵抗を低下させ、焼き戻しぜい性を促進する。被削性を改善する。
S	Fe との化合物は熱間加工性を害するので、Mn を加えて融点の高いMnS を形成させる。Mn Zr Ti Mo などと結合して被削性を増す。
Cu	高温加熱ではFe より酸化が少ないため、表面に富化し、赤熱ぜい性を起こす。Cu を加えるときは、おおむね等量のNi を加え、赤熱ぜい性を防ぐ。時効性を有し強度を上昇さす。
Ni	焼入れ性を増し、大型材の熱処理を容易にする。低温ぜい性を防止する。耐食性を改善する。
Cr	焼入れ性焼き戻し抵抗を大にする。耐食性を大にする。安定した炭化物を作りやすいから浸炭を促進する。 Ni-Cr 鋼は焼き戻しぜい性が大になる。
Mo	Cr と安定な炭化物をつくり焼き戻し抵抗を増大する。したがってMo 単独よりCr と併用すると効果が著しい。焼き入れ性を上昇せしめる。Ni Cr 鋼の焼き戻しぜい性を消滅させる。構造用鋼に有効である。
V	０．２５％以下添加では焼き入れ性を増加し、０．３%以上ではかえって焼入れ性を減退し結晶粒を微細化する。焼き戻し抵抗性が大になり、機械的性質は向上する。特にじん性が改善される。
W	炭化物をつくり、硬さ上昇をもたらす。焼き戻し抵抗性を増大する。高価なため構造用鋼には使用されない。
Co	焼き入れ性を減じる。構造用鋼には使用されない。
As	赤熱ぜい性を促進する。
Sn	衝撃値を著しく低下させる。赤熱ぜい性を促進する。
Ca	強力な脱酸材、Ca は溶鋼中で気化して爆発しやすいからCa-Si ,Ca-Si-Mn などの状態で添加し、非金属介在物の形態、分布の調整を行う。
B	微量添加（0.001～0.003% ）で著しく焼き入れ性を増大する。過剰に加えるとFe₂B を生じ赤熱ぜい性を起こす。
Ti	結晶粒を微細化する。焼き入れ性を悪化するが、焼入れ温度が高ければ逆に増加させる。強力な脱酸、脱窒材として使用。強固な炭化物を生成する。
Se	Mn などと化合物をつくり、被削性を増す。S よりはるかに高価である。溶鋼の流動性を良くする。
Zr	結晶粒を微細化する。０．１～０．２％添加で著しく強度、伸び、絞りを高める。強制脱酸、脱窒、脱硫材として使用することがある。
Nb	強力な結晶粒微細化元素、結晶粒粗大化温度を上昇さす。焼き入れ性を減退する。焼き戻しぜい性を減退させる。
Te	被削性を増す。熱間加工を害する。
Pb	鋼中に介在し被削性を増す。均一添加が難しい。
Re	鋳造組織を微細化する。
Al	強脱酸材として有効だが、溶鋼中での酸化物の浮上が困難で多量に添加出来ない。窒化するとAlN をつくり著しく表面硬化する。結晶粒を微細にする。遷移温度を低下させる。
O	種々の元素と酸化物を作り、機械的性質、熱間加工性を害する。地きずの最も大きな原因である。
N	Al V Ti Zr Nb などと結合して結晶粒を微細にする。じん性を一般に低下させ、特に低温のじん性を害する。
H	白点を生じ、特に大型材では割れを発生する原因となる。