เหล็กอุณหภูมิต่ำเป็นเหล็กที่มักใช้ต่ำกว่า {{0}} องศา ขึ้นอยู่กับโครงสร้างผลึก เหล็กอุณหภูมิต่ำโดยทั่วไปสามารถแบ่งออกเป็นเหล็กอุณหภูมิต่ำเฟอร์ไรต์และเหล็กอุณหภูมิต่ำออสเทนไนต์ เหล็กกล้าอุณหภูมิต่ำเฟอริติกโดยทั่วไปมีความเหนียวที่สำคัญ กล่าวคือ อุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านที่เปราะ เมื่ออุณหภูมิลดลงถึงค่าวิกฤต (หรือช่วง) ค่าความเหนียวจะลดลงกะทันหัน อุณหภูมิการแปลงค่าแรงกระแทกของเหล็กกล้าคาร์บอน 0.2% อยู่ที่ประมาณ -20 องศา ดังนั้นจึงไม่ควรใช้เหล็กเฟอร์ริติกที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่าน การเติมองค์ประกอบอัลลอยด์ เช่น Mn และ Ni สามารถลดสิ่งเจือปนในคั่นกลาง ปรับแต่งเกรน ควบคุมขนาด รูปร่าง และการกระจายตัวของเฟสที่สอง ซึ่งช่วยลดอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของความเหนียว-ความเปราะบางของเหล็กเฟอร์ริติก องค์ประกอบโลหะผสมในเหล็กอุณหภูมิต่ำส่งผลต่อความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำของเหล็กเป็นหลัก วันนี้เราจะมาแนะนำโดยละเอียด:
C
อุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านแบบเปราะของเหล็กจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามปริมาณคาร์บอนที่เพิ่มขึ้น แต่ประสิทธิภาพการเชื่อมจะลดลง ดังนั้น ปริมาณคาร์บอนของเหล็กอุณหภูมิต่ำจึงควรจำกัดไว้ที่ประมาณ 0.2%
แมงกานีส
แมงกานีสสามารถปรับปรุงความเหนียวของเหล็กอุณหภูมิต่ำได้อย่างมาก แมงกานีสส่วนใหญ่มีอยู่ในรูปของสารละลายที่เป็นของแข็งและมีหน้าที่ในการเสริมสารละลายที่เป็นของแข็ง นอกจากนี้ แมงกานีสยังเป็นองค์ประกอบที่ขยายโซนออสเทนไนต์ และลดอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะ (A1 และ A3) เพื่อผลิตเฟอร์ไรต์และเม็ดมุกไลต์ที่ละเอียดและเหนียว ซึ่งจะเป็นการเพิ่มพลังงานกระแทกสูงสุดและลดอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านที่เปราะ ดังนั้นอัตราส่วนแมงกานีสต่อคาร์บอนควรมีอย่างน้อย 3 ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยลดอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านที่เปราะของเหล็กเท่านั้น แต่ยังชดเชยคุณสมบัติทางกลที่เกิดจากปริมาณคาร์บอนที่ลดลงเนื่องจากปริมาณแมงกานีสที่เพิ่มขึ้นอีกด้วย
นิ
นิกเกิลสามารถลดแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงที่เปราะและอุณหภูมิของเหล็กได้ ความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำของเหล็กจะเพิ่มขึ้น 5 เท่าของนิกเกิล-แมงกานีส ในขณะที่อุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงแบบเปราะจะลดลงประมาณ 10 องศาสำหรับทุกๆ 1% ที่เพิ่มขึ้นของปริมาณนิกเกิล สาเหตุหลักมาจากนิกเกิลไม่ทำปฏิกิริยากับคาร์บอนและละลายเป็นสารละลายของแข็งเพื่อเสริมความแข็งแรง
นิกเกิลยังทำให้จุดยูเทคติกของเหล็กเคลื่อนไปที่มุมซ้ายล่าง ช่วยลดปริมาณคาร์บอนและอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสของจุดยูเทคติก (A1 และ A2) เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กกล้าคาร์บอนที่มีปริมาณคาร์บอนเท่ากัน ปริมาณเฟอร์ไรต์จะลดลงและบริสุทธิ์ และปริมาณเพอร์ไลต์จะเพิ่มขึ้น (เหล็กกล้าคาร์บอนชนิดแรกสุดจะมีปริมาณคาร์บอนต่ำกว่าเหล็กกล้าคาร์บอน) ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าเหตุผลหลักในการปรับปรุงความเหนียวของนิกเกิลที่อุณหภูมิต่ำก็คือ มีการเคลื่อนตัวในเหล็กนิกเกิลที่อุณหภูมิต่ำและมีแนวโน้มที่จะเกิดการลื่นไถล
P,S,Ti,AS,SB,PB
ธาตุต่างๆ เช่น ฟอสฟอรัส ซัลเฟอร์ สารหนู ดีบุก ตะกั่ว และพลวง มีผลเสียต่อความเหนียวของเหล็กกล้าอุณหภูมิต่ำ พวกมันสร้างการแยกตัวในเหล็กและลดความต้านทานตามขอบเกรน ซึ่งส่งผลให้เกิดรอยแตกร้าวที่เปราะซึ่งเกิดขึ้นที่ขอบเขตของเกรนและขยายออกไปจนเกิดการแตกหักโดยสมบูรณ์ ฟอสฟอรัสสามารถเพิ่มความแข็งแรงของเหล็กได้ แต่ยังเพิ่มความเปราะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความเปราะที่อุณหภูมิต่ำ และเพิ่มอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะเปราะอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นควรจำกัดเนื้อหาอย่างเคร่งครัด
H,O,N
องค์ประกอบเหล่านี้จะเพิ่มอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงที่เปราะของเหล็ก ความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำของเหล็กสามารถปรับปรุงได้โดยใช้ซิลิคอนและอลูมิเนียมเพื่อกำจัดออกซิไดซ์และฆ่าเหล็ก แต่ซิลิคอนจะเพิ่มอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะเปราะของเหล็ก ดังนั้นเหล็กที่ฆ่าด้วยอะลูมิเนียมจึงมีอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านที่เปราะต่ำกว่าเหล็กที่ฆ่าด้วยซิลิคอน
