इस्पात तत्वों के मुख्य घटक इस प्रकार हैं:
1. कार्बन (सी): स्टील की कार्बन सामग्री बढ़ जाती है, उपज बिंदु और तन्य शक्ति बढ़ जाती है, लेकिन प्लास्टिसिटी और प्रभाव कम हो जाता है। जब कार्बन सामग्री 0.23 प्रतिशत से अधिक हो जाती है, तो स्टील का वेल्डिंग प्रदर्शन बिगड़ जाता है, इसलिए वेल्डिंग के लिए कम-मिश्र धातु संरचनात्मक स्टील की कार्बन सामग्री आमतौर पर 0.20 प्रतिशत से अधिक नहीं होती है। उच्च कार्बन सामग्री स्टील के वायुमंडलीय संक्षारण प्रतिरोध को भी कम करेगी, खुले मैदान में उच्च कार्बन स्टील जंग के लिए आसान है; इसके अलावा, कार्बन स्टील की ठंडी भंगुरता और उम्र की संवेदनशीलता को बढ़ा सकता है।
2. सिलिकॉन (सी): स्टील बनाने की प्रक्रिया में सिलिकॉन को कम करने वाले एजेंट और डीऑक्सीडाइज़र के रूप में जोड़ा जाता है, इसलिए शामक स्टील में 0.15-0.30 प्रतिशत सिलिकॉन होता है। यदि स्टील में 0.50 से 0.60 प्रतिशत से अधिक सिलिकॉन होता है, तो सिलिकॉन को एक मिश्र धातु तत्व माना जाता है। सिलिकॉन स्टील की लोचदार सीमा, उपज बिंदु और तन्य शक्ति को काफी बढ़ा सकता है, इसलिए इसे व्यापक रूप से स्प्रिंग स्टील के रूप में उपयोग किया जाता है। क्वेंच्ड और टेम्पर्ड स्ट्रक्चरल स्टील में 1.0-1.2 प्रतिशत सिलिकॉन मिलाने से 15-20 प्रतिशत तक ताकत बढ़ सकती है। सिलिकॉन और मोलिब्डेनम, टंगस्टन, क्रोमियम, आदि के संयोजन में संक्षारण प्रतिरोध और ऑक्सीकरण प्रतिरोध में सुधार का प्रभाव होता है, और गर्मी प्रतिरोधी स्टील बना सकता है। कम कार्बन स्टील युक्त 1-4 प्रतिशत सिलिकॉन, बहुत उच्च चुंबकीय चालकता के साथ, विद्युत उद्योग में सिलिकॉन स्टील शीट के रूप में उपयोग किया जाता है। सिलिकॉन की वृद्धि से स्टील के वेल्डिंग प्रदर्शन में कमी आएगी।
3. मैंगनीज (एमएन): स्टील बनाने की प्रक्रिया में, मैंगनीज एक अच्छा डीऑक्सीडाइज़र और डिसल्फराइज़र है, सामान्य स्टील में मैंगनीज 0.30-0.50 प्रतिशत होता है। जब कार्बन स्टील 0.70 प्रतिशत से अधिक जोड़ा जाता है, भले ही "मैंगनीज स्टील", स्टील की सामान्य मात्रा के स्टील में न केवल पर्याप्त क्रूरता होती है, बल्कि उच्च शक्ति और कठोरता भी होती है, स्टील की शमन क्षमता में सुधार, गर्म में सुधार स्टील का कार्य प्रदर्शन, जैसे कि 16Mn स्टील, A3 उपज बिंदु से 40 प्रतिशत अधिक है। मैंगनीज 11-14 प्रतिशत स्टील बहुत उच्च पहनने के प्रतिरोध के साथ, उत्खनन बाल्टी, बॉल मिल लाइनिंग आदि के लिए उपयोग किया जाता है। मैंगनीज की वृद्धि स्टील के संक्षारण प्रतिरोध को कमजोर करेगी और वेल्डिंग प्रदर्शन को कम करेगी।
4. फॉस्फोरस (पी): सामान्य तौर पर, फॉस्फोरस स्टील में एक हानिकारक तत्व होता है, स्टील की ठंडी भंगुरता को बढ़ाता है, वेल्डिंग के प्रदर्शन को खराब करता है, प्लास्टिसिटी को कम करता है, ठंड झुकने के प्रदर्शन को खराब करता है। इसलिए, स्टील में फॉस्फोरस की मात्रा आमतौर पर 0.045 प्रतिशत से कम होनी चाहिए, और उच्च गुणवत्ता वाले स्टील को कम होना चाहिए।
5. सल्फर (एस): सल्फर आमतौर पर एक हानिकारक तत्व है। यह स्टील को गर्म भंगुर बनाता है, स्टील की लचीलापन और कठोरता को कम करता है, और फोर्जिंग और रोलिंग के दौरान दरारें पैदा करता है। सल्फर वेल्डिंग प्रदर्शन के लिए भी हानिकारक है और संक्षारण प्रतिरोध को कम करता है। इसलिए, सल्फर की मात्रा आमतौर पर 0 से कम होनी चाहिए।055 प्रतिशत, और उच्च गुणवत्ता वाले स्टील को 0.040 प्रतिशत से कम होना चाहिए। स्टील में 0.08-0.20 प्रतिशत सल्फर मिलाने से मशीनेबिलिटी में सुधार हो सकता है, जिसे आमतौर पर फ्री कटिंग स्टील कहा जाता है।
6. क्रोमियम (सीआर): संरचनात्मक और उपकरण स्टील्स में, क्रोमियम ताकत, कठोरता और पहनने के प्रतिरोध में काफी सुधार कर सकता है, लेकिन साथ ही प्लास्टिसिटी और क्रूरता को कम कर सकता है। क्रोमियम स्टील के ऑक्सीकरण प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध में सुधार कर सकता है, इसलिए यह स्टेनलेस स्टील और गर्मी प्रतिरोधी स्टील का एक महत्वपूर्ण मिश्र धातु तत्व है।
7. निकल (नी): निकल स्टील की ताकत में सुधार कर सकता है, और अच्छी प्लास्टिसिटी और क्रूरता बनाए रख सकता है। निकल में उच्च तापमान पर एसिड और क्षार, जंग प्रतिरोध और गर्मी प्रतिरोध के लिए उच्च संक्षारण प्रतिरोध होता है। हालांकि, चूंकि निकल एक दुर्लभ संसाधन है, इसलिए निकल क्रोमियम स्टील के बजाय अन्य मिश्र धातु तत्वों का उपयोग किया जाना चाहिए।
8. मोलिब्डेनम (मो): मोलिब्डेनम पर्याप्त शक्ति और एंटी-रेंगना क्षमता (उच्च तापमान पर लंबे समय तक तनाव, विरूपण, रेंगना कहा जाता है) को बनाए रखने के लिए उच्च तापमान पर स्टील अनाज शोधन, कठोरता और थर्मल ताकत प्रदर्शन में सुधार कर सकता है। मोलिब्डेनम जोड़कर संरचनात्मक स्टील के यांत्रिक गुणों में सुधार किया जा सकता है। यह आग की वजह से मिश्र धातु इस्पात की भंगुरता को भी रोक सकता है। टूल स्टील में लाली में सुधार किया जा सकता है।
9. टाइटेनियम (Ti): टाइटेनियम स्टील में एक मजबूत डीऑक्सीडाइज़र है। यह स्टील की आंतरिक संरचना को कॉम्पैक्ट बना सकता है और अनाज बल को परिष्कृत कर सकता है; समय संवेदनशीलता और ठंड भंगुरता कम करें। वेल्डिंग प्रदर्शन में सुधार। सीआर 18 नी 9 ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील में उपयुक्त टाइटेनियम जोड़कर इंटरग्रेनुलर जंग से बचा जा सकता है।
10. वैनेडियम (वी): वैनेडियम स्टील का एक उत्कृष्ट डीऑक्सीडाइज़र है। स्टील में 0.5 प्रतिशत वैनेडियम जोड़ने से सूक्ष्म संरचना वाले अनाज को परिष्कृत किया जा सकता है, ताकत और क्रूरता में सुधार हो सकता है। वैनेडियम और कार्बन द्वारा निर्मित कार्बाइड उच्च तापमान और दबाव में हाइड्रोजन जंग के प्रतिरोध में सुधार कर सकते हैं।
11.टंगस्टन (डब्ल्यू): टंगस्टन में एक उच्च गलनांक होता है और यह एक मूल्यवान मिश्र धातु तत्व है। टंगस्टन और कार्बन से बने टंगस्टन कार्बाइड में उच्च कठोरता और पहनने का प्रतिरोध होता है। टूल स्टील में टंगस्टन जोड़ने से लाल कठोरता और थर्मल ताकत में काफी सुधार हो सकता है, जिसका उपयोग काटने के उपकरण और फोर्जिंग मरने के रूप में किया जा सकता है।
12. नाइओबियम (नायब): नाइओबियम अनाज को परिष्कृत कर सकता है और स्टील की अति ताप संवेदनशीलता और तड़के की भंगुरता को कम कर सकता है, ताकत में सुधार कर सकता है, लेकिन प्लास्टिसिटी और क्रूरता में कमी आई है। साधारण कम मिश्र धातु इस्पात में नाइओबियम जोड़ने से वायुमंडलीय जंग और उच्च तापमान पर हाइड्रोजन, नाइट्रोजन और अमोनिया जंग के प्रतिरोध में सुधार हो सकता है। नाइओबियम वेल्डिंग प्रदर्शन में सुधार कर सकता है। ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील में नाइओबियम मिलाकर इंटरग्रेनुलर जंग को रोका जा सकता है।
13.कोबाल्ट (सह): कोबाल्ट एक दुर्लभ कीमती धातु है, जिसका उपयोग ज्यादातर विशेष स्टील और मिश्र धातु में किया जाता है, जैसे गर्म स्टील और चुंबकीय सामग्री।
14. कॉपर (Cu): विस्को में डेय अयस्क से परिष्कृत स्टील में अक्सर तांबा होता है। कॉपर ताकत और क्रूरता में सुधार कर सकता है, खासकर वायुमंडलीय जंग के लिए। नुकसान यह है कि गर्म मशीनिंग के दौरान गर्म उत्सर्जन का उत्पादन करना आसान होता है, और तांबे की सामग्री 0.5 प्रतिशत से अधिक होने पर प्लास्टिसिटी काफी कम हो जाती है। जब तांबे की मात्रा 0.50 प्रतिशत से कम होती है, तो इसका वेल्डेबिलिटी पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।
15. एल्युमिनियम (अल): एल्युमिनियम स्टील में आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला डीऑक्सीडाइज़र है। स्टील में थोड़ी मात्रा में एल्यूमीनियम जोड़ने से अनाज को परिष्कृत किया जा सकता है और प्रभाव की कठोरता में सुधार हो सकता है, जैसे कि गहरी ड्राइंग शीट के लिए 08Al स्टील। एल्यूमीनियम में ऑक्सीकरण प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध भी होता है। क्रोमियम और सिलिकॉन के साथ संयुक्त एल्यूमीनियम उच्च तापमान विरोधी छीलने के प्रदर्शन और स्टील के उच्च तापमान संक्षारण प्रतिरोध में काफी सुधार कर सकता है। एल्यूमीनियम का नुकसान यह है कि यह स्टील के गर्म काम, वेल्डिंग और काटने के गुणों को प्रभावित करता है।
16.बोरॉन (बी): स्टील में बोरॉन की एक ट्रेस मात्रा जोड़ने से स्टील के घनत्व और गर्म रोलिंग गुणों में सुधार हो सकता है, और ताकत में सुधार हो सकता है।
17. नाइट्रोजन (एन): नाइट्रोजन स्टील की ताकत, कम तापमान की कठोरता और वेल्डेबिलिटी में सुधार कर सकता है, उम्र बढ़ने की संवेदनशीलता को बढ़ा सकता है।
18. दुर्लभ पृथ्वी (Xt): दुर्लभ पृथ्वी तत्व तत्वों की आवर्त सारणी में 57-71 की परमाणु संख्या के साथ 15 लैंथेनाइड्स का उल्लेख करते हैं। ये सभी तत्व धातु हैं, लेकिन इनके ऑक्साइड पृथ्वी की तरह दिखते हैं, इसलिए इन्हें दुर्लभ पृथ्वी कहा जाता है। स्टील के लिए दुर्लभ पृथ्वी के अलावा स्टील में समावेशन की संरचना, आकारिकी, वितरण और गुणों को बदल सकता है, इस प्रकार स्टील के विभिन्न गुणों में सुधार हो सकता है, जैसे कि क्रूरता, वेल्डेबिलिटी और कोल्ड वर्किंग परफॉर्मेंस। प्लॉशेयर स्टील के पहनने के प्रतिरोध को दुर्लभ पृथ्वी जोड़कर सुधारा जा सकता है।
