鋼は、さまざまな産業で使用され、現代のインフラストラクチャのバックボーンと考えられています。 他の要素を追加し、そうすることで鋼の特性を操作する能力は、それがそのような広く使用されているリソースになるものです。 この記事では、幅広い鋼種を構成する最も一般的な要素を見て、材料特性への影響を探ります。

鉄だけでは十分ではありません

その純粋な形では、鉄は非常に強くも硬いものでもありません-実際には、純粋な鉄のブロックはナイフで切断することができます。 炭素の添加と酸素の除去は、鉄ベースの鋼にその信じられないほどの強度を与えるものです。合金は、二つ以上の金属元素を組み合わせて作られた任意の金属です。

合金は、二つ以上の金属元素を組み合わせて作られた任意の金属です。 鉄およびカーボンへの金属および非金属要素の付加は特性が特定の必要性か適用に適するために処理されることを可能にする。

鉄と結合した炭素の量を変更しても、材料特性に影響を与える可能性があります。 高炭素の鋼鉄はカーボンの0.60%と0.95%の間で（重量のパーセントとして）含み、非常に強く、堅いが、より少なく延性があり、機械で造り易く、溶接しにくいです。 炭素含有量が減少するにつれて、材料はより純粋な鉄のようになり、より柔らかく、より延性になる。鋼中の最大炭素含有量は2.1％であり、それ以上のものは本当に鋼として分類されていないためです。

鋼中の最大炭素含有量は2.1％です。

鋼中の 炭素含有量が減少すると、材料は四つのカテゴリーのいずれかに分類されます:

非常に高炭素鋼（0.96％-2.1％炭素）

高炭素鋼は非常に強く、高張力下での局所変形に抵抗することができます。

高炭素鋼は非常に強 それは専門にされたプロセスによって作り出されます。 その結果、この材料を機械加工、溶接または曲げすることはほぼ不可能である。

高炭素鋼（0.55％-0.95％炭素）

高炭素鋼は非常に強く、非常に高炭素鋼よりも延性を提供し、最近まで鉄道線路用途に使用されていました。 他の適用はのみで削り、切削工具を含んでいます。

中炭素鋼（0.30％-0。54%カーボン）

中型の炭素鋼は延性の強さそして硬度のバランスをとり、機械部品すなわちギヤ、ボルトおよび車軸で主に使用されます。

低炭素鋼（0.05％-0.25％）

低炭素鋼は、他のカテゴリの鋼に比べて軽量であることに比べて、信じられないほどの強度を提供します。

低炭素鋼 合金を加えることは、重量に大きな影響を与えることなく、低炭素鋼に異なる特性を与えることができる。

鋼のすべてのカテゴリは、その特性を変更するために合金や非金属元素を使用することができますが、この記事では、特定の要素が低炭素鋼の特性をどのように変化させるかに焦点を当てます。

硬化する要素

硬化する要素を調べる前に、硬化と強化の違いに注意することが重要です。

鋼の硬度は、材料が凹む前に吸収できる衝撃のレベルを指し、通常はシャルピー衝撃試験によって測定されます。

鋼の硬度は、材料が凹む前 硬度は温度によって材料が一般により冷たい温度のより少ない影響を吸収できるので非常に影響されることができます。一方、鋼の強度は降伏点と引張強さに焦点を当てています。

一方、鋼の強度は降伏点と引張強さに焦点を当てています。 降伏点は、材料が応力を受けて変形するが、破断しない点である。 引張強さは、材料が故障または破損するのに必要な応力の量です。

鋼を硬化させる要素は、材料が吸収できる衝撃の量を増加させます。

最も一般的な硬化元素は次のとおりです。

• リン*
• シリコン*
• マンガン*
• 窒素
• ニッケル
• クロム
• ホウ素

これらの硬化元素は、焼戻しおよび焼入れグレード（例えばASTM A514またはASTM A710）、およびオフショアグレード（例えばASTM A633）で一般的である。 ニッケルは炭素鋼の合金に加えることができますが、ステンレス鋼の等級で共通です。

*リン、シリコン、マンガンは鋼に添加される最も一般的な元素です。 ASTM A752-50（高力、低合金の鋼鉄）およびASTM A36（穏やかな鋼鉄）は北アメリカの最も広く利用された等級の2で、これら3つの要素を含んでいます。

強化する要素

鋼を強化する要素は、材料が耐えることができる負荷を増加させます。 したがって、これらの要素は、道路、橋、建物などのインフラストラクチャで見られるのが一般的です。 最も一般的な強化要素は次のとおりです:

• シリコン
• クロム
• バナジウム
• リン
• チタン
• 窒素&アルミニウムコンボ
• ニオブ（コロンビウム）

延性を高める要素

材料の掘削、溶接、機械ボルトで固定すること、延性は重要な要因です。 延性を改善する鋼合金に添加される一般的な元素には、以下が含まれる：

• ニオブ（コロンビウム）
• 硫黄
• リン
• クロム

これらの軟化元素は、焼 ASTM A514）はたくさんの他を渡って使用され。

腐食に抵抗する要素

耐食性を促進する要素は大気条件への抵抗を要求する適用の使用のための鋼鉄合金に重大です。 使用される共通の要素は下記のものを含んでいます:

• ジルコニウム
• ニッケル
• リン
• 銅
• クロム

腐食への抵抗は屋外の適用で使用される構造スチールのために重要です例えば橋、および沖合いか海洋の適用。鉄と炭素は鋼の単純なビルディングブロックです。

化学の力

鉄と炭素は鋼の単純なビルディングブロックです。

化学の力

鉄と炭素 但し、金属および非金属要素の広い範囲はそれに多数の適用のための実行可能な資源をする鋼鉄の特性そして行動を変えることができます。

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