تأثير العناصر الفولاذية في الأنابيب المصنوعة من السبائك على الأداء

الكربون (C)مع زيادة نسبة الكربون في الفولاذ، ترتفع درجة خضوعه وقوة شده وصلابته، بينما تنخفض مرونته وخواصه المقاومة للصدمات. وعندما تتجاوز نسبة الكربون 0.23%، تتدهور خصائص لحام الفولاذ، لذا يُنصح عمومًا بعدم تجاوز نسبة الكربون في الفولاذ الإنشائي منخفض السبائك 0.20% عند استخدامه في اللحام. كما أن ارتفاع نسبة الكربون يقلل من مقاومة الفولاذ للتآكل الجوي، مما يجعل الفولاذ عالي الكربون في ساحات التخزين عرضة للصدأ بسهولة. إضافةً إلى ذلك، يزيد الكربون من هشاشة الفولاذ عند درجات الحرارة المنخفضة وحساسيته للتقادم.
السيليكون (Si)يُضاف السيليكون كعامل مُختزل ومُزيل للأكسدة في عملية صناعة الصلب، لذا يحتوي الصلب المُعالَج على نسبة سيليكون تتراوح بين 0.15% و0.30%. يُحسّن السيليكون بشكل ملحوظ حد المرونة، ونقطة الخضوع، وقوة الشد للصلب، ولذلك يُستخدم على نطاق واسع كصلب مرن. زيادة كمية السيليكون تُقلل من قابلية لحام الصلب.
المنغنيز (Mn)في عملية صناعة الصلب، يُعدّ المنغنيز عاملًا فعالًا لإزالة الأكسدة والكبريت. يحتوي الصلب عادةً على نسبة منغنيز تتراوح بين 0.30% و0.50%. يُسهم المنغنيز في زيادة قوة وصلابة الصلب، وتحسين قابليته للتصليد، وتعزيز قابليته للتشكيل على الساخن، وتقليل مقاومة اللحام.
الفوسفور (P)بشكل عام، يُعدّ الفوسفور عنصرًا ضارًا في الفولاذ، إذ يزيد من هشاشته عند درجات الحرارة المنخفضة، ويُضعف أداء اللحام، ويُقلل من مرونته، ويُؤثر سلبًا على قدرته على الانحناء على البارد. لذلك، يُشترط عادةً ألا تتجاوز نسبة الفوسفور في الفولاذ 0.045%، وتكون متطلبات الجودة العالية أقل صرامة.
الكبريت (S)يُعدّ الكبريت عنصرًا ضارًا حتى في الظروف العادية، إذ يُسبب هشاشة الفولاذ عند تسخينه، ويُقلل من ليونته ومتانته، ويُؤدي إلى تشققات أثناء عمليات التشكيل والدرفلة. كما يُؤثر الكبريت سلبًا على أداء اللحام، ويُقلل من مقاومة التآكل. لذلك، يُشترط عمومًا ألا تتجاوز نسبة الكبريت 0.045%، وتكون متطلبات الفولاذ عالي الجودة أقل. يُمكن تحسين قابلية تشغيل الفولاذ بإضافة 0.08-0.20% من الكبريت، ويُطلق عليه عادةً اسم الفولاذ سهل القطع.
الفاناديوم (V)إضافة الفاناديوم إلى الفولاذ يمكن أن يحسن بنية الحبيبات ويحسن القوة والمتانة.
النيوبيوم (Nb)يمكن للنيوبيوم أن يُحسّن الحبيبات ويُعزز أداء اللحام.
النحاس (Cu)يُمكن للنحاس أن يُحسّن من قوة ومتانة الفولاذ. لكن من عيوبه أنه عُرضة للتقصف عند التسخين أثناء التشكيل على الساخن، وغالبًا ما يكون محتوى النحاس في خردة الفولاذ أعلى.
الألومنيوم (Al)الألومنيوم عامل شائع الاستخدام لإزالة الأكسدة في صناعة الفولاذ. تُضاف كمية صغيرة من الألومنيوم إلى الفولاذ لتحسين بنية الحبيبات وزيادة مقاومته للصدمات.