Carbón
El carbono puede afectar y determinar diversas propiedades físicas, químicas y mecánicas del acero, como la resistencia, la plasticidad y el rendimiento de la soldadura, y también tiene un impacto directo en tratamientos térmicos como el temple y el recocido del acero. El carbono puede formar carburos con otros elementos del acero, y los carburos constituyen una estructura metalográfica del acero. El carbono tiene mayor afinidad por el oxígeno. En determinadas condiciones, la reacción entre el carbono y el oxígeno es más activa que la reacción entre el hierro y el oxígeno, por lo que se utiliza a menudo como agente reductor y desoxidante en el proceso de fabricación de acero. El carbono también es un agente de revenido en el tratamiento térmico. Durante el proceso de oxidación del acero fundido, la interacción entre el carbono y el oxígeno genera CO, que provoca la ebullición y agitación del acero fundido, de modo que la composición y la temperatura del acero fundido pueden ser uniformes. Además, la ebullición también puede purificar el acero fundido, de modo que se pueden eliminar mejor las inclusiones y los gases.
Silicio
En el proceso de fabricación de acero, el silicio también se utiliza a menudo como agente reductor y desoxidante. El silicio se encuentra en la ferrita o la austenita del acero en forma de solución sólida. Puede mejorar la resistencia de la solución sólida en el acero y tiene un fuerte efecto en la velocidad de endurecimiento por deformación por trabajo en frío. Al mismo tiempo, también puede reducir en cierta medida la resistencia a la corrosión del acero. Una cierta cantidad de silicio y carbono en el acero, con una cantidad adecuada de manganeso, puede mejorar considerablemente el límite elástico y el límite de tracción después del temple y revenido. Se utiliza a menudo para fabricar materiales para resortes de alta carga. El acero con alto contenido de silicio y bajo contenido de carbono o ultrabajo contenido de carbono con alto contenido de silicio presenta buena permeabilidad magnética, alta resistencia, baja fuerza coercitiva y baja pérdida de núcleo. Se utiliza a menudo para fabricar láminas de acero al silicio. El alto contenido de silicio se combina con elementos de aleación como Mo, W y Cr, y también se utiliza a menudo en la producción de acero inoxidable y acero resistente al calor.
Manganeso
El manganeso es un buen desoxidante y desulfurante. Casi todos los aceros contienen cierta cantidad de manganeso. Este mineral puede eliminar y reducir la fragilidad del acero causada por el azufre, mejorando así su rendimiento en el trabajo en caliente. El manganeso y el hierro forman una solución sólida que mejora la dureza y la resistencia de la ferrita o la austenita del acero. Además, es un elemento formador de carburos y puede entrar en la cementita para reemplazar parte de los átomos de hierro. El manganeso puede aumentar considerablemente la templabilidad del acero; cuando el contenido de manganeso es alto, tiende a engrosar los granos del acero y a aumentar su fragilidad por revenido. Si el enfriamiento es inadecuado después de la fundición, el laminado o la forja, se generan fácilmente defectos de punto blanco. Además, el manganeso reduce la conductividad térmica del acero y aumenta su coeficiente de expansión lineal. Por lo tanto, los lingotes o palanquillas de acero con alto contenido de manganeso deben calentarse y enfriarse lentamente para evitar tensiones internas excesivas y el agrietamiento. Esto es especialmente importante cuando la sección transversal es grande. Como elemento de aleación, el manganeso se caracteriza por su abundancia en recursos y su rendimiento diverso. Se ha utilizado ampliamente en la fabricación de acero.
