Фосфор Р при содержании более 0,05% делает сталь хладноломкой, т. е. хрупкой в холодном состоянии. Таким образом, сера и фосфор являются вредными примесями и допускаются в качественных сталях не выше 0,03%, а в обычных сталях не выше 0,05%.
Стали, представляющие собой сплав железа с углеродом, при неизбежном наличии в нем кремния, марганца, серы и фосфора в определенных ограниченных количествах, называются углеродистыми сталями. Эти стали подразделяются на низкоуглеродистые (содержащие углерода до 0,25%), среднеуглеродистые (содержащие углерода от 0,25 до 0,6%) и высокоуглеродистые (содержащие углерода от 0,6 до 2%).
Легированными сталями называются такие сплавы железа и углерода, в которые вводят специальные легирующие (улучшающие) элементы, придающие сплаву желаемые свойства. Влияние легирующих добавок на улучшение качества сталей следующее.
Никель Ni повышает прочность и вязкость стали. Ковкость никелевых сталей хорошая.
Хром Сг увеличивает прочность и твердость, но снижает вязкость и теплопроводность стали. Ковкость хромистых сталей хорошая, но нагревать ее необходимо в узком температурном интервале.
Вольфрам W повышает твердость, прочность и выносливость (стойкость при знакопеременных нагрузках, термическая стойкость и сопротивление истираемости) сталей, применяемых для изготовления деталей, работающих при высоких температурах. Вольфрам снижает теплопроводность стали, поэтому необходимо вести медленный нагрев заготовки и заканчивать ковку при строго определенной температуре.
Ванадий V повышает прочность, снижает величину зерна и улучшает ковкость сталей.
Молибден Мо придает стали мелкозернистое строение, повышает прочность, вязкость и пластичность. Молибден снижает теплопроводность, поэтому время нагрева под ковку увеличивается и поковки из молибденовой стали охлаждают медленно.
Титан Ti препятствует росту зерна и повышает прочность и прокаливаемость сталей (способность закаливаться на определенную глубину).
Химический состав влияет на физические, механические и технологические свойства сталей.
«Свободная ковка», Я.С. Вишневецкий