Chromium
Добавление хрома в сталь может значительно улучшить антиокислительный эффект стали и повысить ее коррозионную стойкость. Хром и железо образуют непрерывный твердый раствор и образуют различные соединения с углеродом. Среди элементов, которые образуют карбиды, сродство хрома к углероду больше, чем у железа и марганца, но меньше, чем у вольфрама и молибдена. Он может заменить часть железа, образуя композитный цементит, и этот сложный карбид может улучшить износостойкость стали. Хром и железо могут образовывать интерметаллические соединения. Хром также может значительно повысить прокаливаемость стали, но он также имеет тенденцию увеличивать отпускную хрупкость стали. Высокохромистая сталь также очень легко становится хрупкой при неправильной термообработке.
Nickel
В настоящее время в промышленности редко используется чистая никелевая сталь. Это связано с тем, что никель и другие легирующие элементы (особенно хром и молибден) обладают лучшими характеристиками при совместном использовании. Никель обладает определенной коррозионной стойкостью. При добавлении никеля к железу, особенно при высоком содержании никеля (достигающем 15%-20%), он обладает сильной коррозионной стойкостью к серной кислоте, соляной кислоте, воздуху и морской воде, но не может противостоять коррозии азотной кислотой. Он существует в α-фазе и γ-фазе в стали, укрепляя ее и улучшая низкотемпературную вязкость стали за счет измельчения зерен α-фазы. Никель может улучшить прокаливаемость стали, но его влияние на отпускную хрупкость не так значительно, как у марганца и хрома. При высоком содержании никеля он может значительно улучшить коэффициент линейного расширения, теплопроводность и удельное сопротивление стали, поэтому он также является важным элементом для очистки некоторых специальных материалов. Никельсодержащая сталь склонна к образованию полосчатой структуры и дефектов в виде белых пятен, поэтому на нее следует обращать особое внимание в процессе производства.
Tungsten
Вольфрам имеет высокую температуру плавления и высокую плотность. Он часто соединяется с углеродом, образуя специальные соединения, а также может частично растворяться в железе, образуя твердый раствор. Вольфрам в стали в основном повышает стабильность при отпуске, красностойкость, жаропрочность и износостойкость, а также может улучшить способность стали к ползучести при высоких температурах. Добавление в сталь вольфрама немного увеличивает горячее плавление и сильно снижает теплопроводность, но может значительно улучшить коэрцитивную силу и остаточную магнитную индукцию стали. Вольфрам также может улучшить устойчивость стали к водороду. Литая структура высоковольфрамовой стали сильно сегрегирована, и при нагревании наблюдается тенденция к поверхностному обезуглероживанию.
Molybdenum
Молибден существует в фазе твердого раствора и карбидной фазе в стали. В карбидной фазе, когда содержание молибдена низкое, он образует цементит с железом и углеродом; когда содержание углерода высокое, он образует специальные карбиды. Роль молибдена в стали можно обобщить как улучшение прокаливаемости, термопрочности, предотвращение отпускной хрупкости, улучшение остаточной намагниченности и коэрцитивной силы, коррозионной стойкости в определенных средах и предотвращение тенденции к питтингу. Молибден оказывает упрочняющее действие на феррит, а также улучшает стабильность карбидов, поэтому он также оказывает благоприятное влияние на прочность стали. Сталь с содержанием молибдена более 3% имеет плохую стойкость к окислению при высоких температурах. Высокомолибденовая сталь склонна к демолибденизации и обезуглероживанию при нагревании, на что следует строго обращать внимание при производстве. Молибден нелегко сжечь, и его можно добавлять на любой стадии плавки.
