เหล็กที่มีธาตุผสมอื่นๆ นอกเหนือจากเหล็กและคาร์บอนเรียกว่าเหล็กโลหะผสม โลหะผสมเหล็ก-คาร์บอนที่เกิดขึ้นจากการเติมธาตุผสมตั้งแต่หนึ่งองค์ประกอบขึ้นไปในปริมาณที่เหมาะสมลงในเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดา สามารถรับคุณสมบัติพิเศษ เช่น ความแข็งแรงสูง ความเหนียวสูง ความต้านทานการสึกหรอ ความต้านทานการกัดกร่อน ทนต่ออุณหภูมิต่ำ ทนต่ออุณหภูมิสูง และคุณสมบัติที่ไม่ใช่แม่เหล็ก ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบที่เพิ่มและเทคโนโลยีการประมวลผลที่เหมาะสม
องค์ประกอบโลหะผสมหลักของโลหะผสมเหล็ก ได้แก่ ซิลิคอน, แมงกานีส, โครเมียม, นิกเกิล, โมลิบดีนัม, ทังสเตน, วาเนเดียม, ไทเทเนียม, ไนโอเบียม, เซอร์โคเนียม, โคบอลต์, อลูมิเนียม, ทองแดง, โบรอน, ธาตุหายาก ฯลฯ
ในหมู่พวกเขาวานาเดียม ไทเทเนียม ไนโอเบียม เซอร์โคเนียม ฯลฯ เป็นองค์ประกอบที่ขึ้นรูปคาร์ไบด์ที่แข็งแกร่งในเหล็ก ตราบใดที่มีคาร์บอนเพียงพอ พวกมันก็สามารถสร้างคาร์ไบด์ได้เองภายใต้สภาวะที่เหมาะสม เมื่อมีการขาดคาร์บอนหรือภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูง พวกมันจะเข้าสู่สารละลายของแข็งในสถานะอะตอม แมงกานีส โครเมียม ทังสเตน และโมลิบดีนัมเป็นองค์ประกอบที่ก่อตัวเป็นคาร์ไบด์ ซึ่งบางส่วนเข้าสู่สารละลายของแข็งในสถานะอะตอมมิก และส่วนอื่น ๆ ก่อให้เกิดโลหะผสมซีเมนไทต์ทดแทน อลูมิเนียม ทองแดง นิกเกิล โคบอลต์ ซิลิคอน ฯลฯ เป็นองค์ประกอบที่ไม่ก่อให้เกิดคาร์ไบด์ และโดยทั่วไปจะมีอยู่ในสารละลายของแข็งในสถานะอะตอม
ผลของธาตุเจือต่อการบำบัดความร้อนของเหล็ก
1. ผลต่อออสเทนไนเซชัน - องค์ประกอบโลหะผสมส่วนใหญ่ (ยกเว้นนิกเกิลและโคบอลต์) ทำให้กระบวนการออสเทนไนซ์ช้าลง ดังนั้นในระหว่างการอบชุบ จึงจำเป็นต้องใช้อุณหภูมิความร้อนที่สูงกว่าและระยะเวลาในการยึดเกาะนานกว่าเหล็กกล้าคาร์บอน - คาร์ไบด์ไม่สลายตัวง่าย
2. ผลกระทบต่อขนาดเกรนออสเทนไนต์ - ธาตุผสมส่วนใหญ่มีผลในการขัดขวางการเจริญเติบโตของเมล็ดออสเทนไนต์ แต่แมงกานีสและโบรอนเป็นสิ่งที่ตรงกันข้าม ซึ่งสามารถส่งเสริมการเจริญเติบโตของเมล็ดออสเทนไนต์ได้ ดังนั้นยกเว้นเหล็กแมงกานีส เหล็กโลหะผสมจึงไม่ร้อนมากเกินไปเมื่อถูกความร้อน สิ่งนี้เอื้อต่อการได้รับมาร์เทนไซต์ที่ดีหลังจากการดับ นอกจากนี้ยังเอื้อต่อการเพิ่มอุณหภูมิความร้อนอย่างเหมาะสมเพื่อให้องค์ประกอบโลหะผสมถูกละลายในออสเทนไนต์มากขึ้นเพื่อเพิ่มความสามารถในการชุบแข็งและปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของเหล็ก
3. อิทธิพลขององค์ประกอบโลหะผสมต่อการเปลี่ยนแปลงของออสเทนไนต์ ยกเว้นโคบอลต์ องค์ประกอบโลหะผสมทั้งหมดจะเปลี่ยนเส้นโค้ง C ไปทางขวา ลดอัตราการเย็นตัวที่สำคัญของเหล็ก และปรับปรุงความสามารถในการชุบแข็งของเหล็ก ธาตุโลหะผสมบางชนิดก็เปลี่ยนรูปร่างของธาตุด้วย
ท่อโลหะผสมไร้รอยต่อ
