1. Carbone (C). Le carbone est l'élément chimique le plus important pour la déformation plastique à froid de l'acier. Plus la teneur en carbone est élevée, plus l'acier est résistant et moins sa plasticité à froid est élevée. Il a été démontré que pour chaque augmentation de 0,1 % de la teneur en carbone, la limite d'élasticité augmente d'environ 27,4 MPa ; la résistance à la traction augmente d'environ 58,8 MPa ; et l'allongement diminue d'environ 4,3 %. La teneur en carbone de l'acier a donc un impact important sur sa résistance à la déformation plastique à froid.
2. Manganèse (Mn). Le manganèse réagit avec l'oxyde de fer lors de la fusion de l'acier, principalement pour sa désoxydation. Il réagit également avec le sulfure de fer présent dans l'acier, ce qui réduit l'effet nocif du soufre sur l'acier. Le sulfure de manganèse formé améliore les performances de coupe de l'acier. Il améliore la résistance à la traction et la limite d'élasticité de l'acier, tout en réduisant sa plasticité à froid, ce qui est défavorable à sa déformation plastique à froid. Cependant, le manganèse a un effet négatif sur la force de déformation, ne représentant qu'environ un quart de celui du carbone. Par conséquent, sauf exigences particulières, la teneur en manganèse de l'acier au carbone ne doit pas dépasser 0,9 %.
3. Silicium (Si). Le silicium est le résidu du désoxydant lors de la fusion de l'acier. Une augmentation de 0,1 % de la teneur en silicium entraîne une augmentation de la résistance à la traction d'environ 13,7 MPa. Une teneur en silicium supérieure à 0,17 % et une teneur en carbone élevée ont un impact important sur la réduction de la plasticité à froid de l'acier. Une augmentation appropriée de la teneur en silicium de l'acier améliore ses propriétés mécaniques globales, notamment sa limite d'élasticité, et peut également augmenter sa résistance à l'érosion. Cependant, une teneur en silicium supérieure à 0,15 % entraîne la formation rapide d'inclusions non métalliques. Même recuit, l'acier à haute teneur en silicium ne se ramollit pas et ne réduit pas ses propriétés de déformation plastique à froid. Par conséquent, outre les exigences de résistance élevées du produit, la teneur en silicium doit être réduite autant que possible.
4. Soufre (S). Le soufre est une impureté nocive. Le soufre présent dans l'acier sépare les particules cristallines du métal et provoque des fissures. Sa présence provoque également la fragilisation à chaud et la rouille de l'acier. Par conséquent, la teneur en soufre doit être inférieure à 0,055 %. Pour un acier de haute qualité, la teneur en soufre doit être inférieure à 0,04 %.
5. Phosphore (P). Le phosphore a un fort effet d'écrouissage et une forte ségrégation dans l'acier, ce qui augmente sa fragilité à froid et le rend vulnérable à l'érosion acide. La présence de phosphore dans l'acier détériore également sa capacité de déformation plastique à froid et provoque des fissures lors de l'emboutissage. La teneur en phosphore de l'acier doit être maintenue à moins de 0,045 %.
6. Autres éléments d'alliage. D'autres éléments d'alliage présents dans l'acier au carbone, tels que le chrome, le molybdène et le nickel, sont présents sous forme d'impuretés, dont l'impact sur l'acier est bien moindre que celui du carbone, et leur teneur est également extrêmement faible.
Date de publication : 13 juillet 2022