يمكن أن يتفاعل السيليكون والفولاذ في ظل ظروف معينة. في العادة، لا يوجد تفاعل كيميائي مباشر بين السيليكون النقي والفولاذ الكربوني العادي (أي الفولاذ الذي يحتوي على كمية صغيرة من الكربون).
ومع ذلك، عند درجات الحرارة والضغوط العالية، يمكن أن يتفاعل السيليكون مع مكونات معينة من الفولاذ. على سبيل المثال، في بعض العمليات الصناعية ذات درجات الحرارة العالية، قد يتفاعل السيليكون مع عناصر مثل الحديد والكربون الموجود في الفولاذ لتكوين بعض المركبات.
بالإضافة إلى ذلك، في صناعات محددة، يعتبر فولاذ السيليكون (المعروف أيضًا باسم فولاذ السيليكون الكهربائي) نوعًا خاصًا من الفولاذ يتم فيه إضافة السيليكون عمدًا لتحسين القدرات المغناطيسية والكهربائية للصلب. يستخدم هذا النوع من فولاذ السيليكون على نطاق واسع في صناعة المعدات الكهربائية مثل المحولات والمحركات.
بالنسبة للعديد من المواد الموجودة في الفولاذ الكربوني، يوجد أقل من 0.5% Si، والذي يتم جلبه عمومًا نتيجة لعملية صناعة الفولاذ كعامل اختزال وإزالة الأكسدة.
يمكن أن يذوب Si في الفريت والأوستينيت لتحسين صلابة وقوة الفولاذ، ودوره يأتي في المرتبة الثانية بعد الفوسفور، وهو أقوى من المنغنيز والنيكل والكروم والتنغستن والموليبدينوم والفاناديوم وعناصر أخرى. لكن محتوى السيليكون الذي يزيد عن 3%، سيقلل بشكل كبير من مرونة الفولاذ وصلابته. يمكن للسيليكون تحسين حد المرونة وقوة الخضوع ونسبة الخضوع (σs/σb)، وقوة الكلال ونسبة الكلال (σ-1/σb) للصلب. هذا هو السبب وراء إمكانية استخدام فولاذ السيليكون أو السيليكون المنغنيز كدرجة من الفولاذ الزنبركي.
تأثيرات السيليكون على خواص الفولاذ:
يقلل السيليكون من الكثافة والتوصيل الحراري والكهربائي للصلب. إنه يحفز خشونة حبيبات الفريت ويقلل من الإكراه. هناك ميل لتقليل تباين البلورات، بحيث تكون المغنطة سهلة، ويتم تقليل المقاومة المغناطيسية، ويمكن استخدامها لإنتاج الفولاذ الكهربائي، وبالتالي يكون فقدان التباطؤ في صفائح الفولاذ السيليكونية أقل. يمكن للسيليكون تحسين النفاذية المغناطيسية للفريت، بحيث تكون صفائح الفولاذ الموجودة في مجال مغناطيسي أضعف لديها قابلية مغناطيسية أعلى. ومع ذلك، فإن السيليكون يقلل من القابلية المغناطيسية للصلب في المجالات المغناطيسية القوية. يقلل السيليكون من تأثير الشيخوخة المغناطيسية للحديد بسبب قدرته القوية على إزالة الأكسدة.
عندما يتم تسخين الفولاذ المحتوي على السيليكون في جو مؤكسد، ستتشكل طبقة رقيقة من SiO2 على السطح، وبالتالي تحسين مقاومة الفولاذ للأكسدة في درجات الحرارة العالية.
يحفز السيليكون نمو البلورات العمودية في الفولاذ المصبوب، مما يقلل من اللدونة. فولاذ السيليكون إذا تم تسخينه عند التبريد بشكل أسرع، بسبب انخفاض التوصيل الحراري، يكون فرق درجة الحرارة الداخلية والخارجية للصلب كبيرًا، وبالتالي ينكسر.
يمكن للسيليكون أن يقلل من خصائص اللحام للصلب. نظرًا لأن مزيج الأكسجين مع قدرة السيليكون أقوى من الحديد، فمن السهل توليد سيليكات ذات نقطة انصهار منخفضة في اللحام، مما يزيد من حركة الخبث والمعادن المنصهرة، مما يسبب ظاهرة التناثر، مما يؤثر على جودة اللحام. السيليكون هو مزيل جيد للأكسدة. يمكن أن تؤدي إزالة الأكسجين من الألومنيوم بكمية معينة من السيليكون، حسب الاقتضاء، إلى تحسين معدل إزالة الأكسجين بشكل كبير. قد يكون للسيليكون الموجود في الفولاذ كمية معينة من البقايا، وهو ما يرجع إلى صناعة الحديد، وصناعة الفولاذ كمواد خام يتم جلبها. وفي الفولاذ المغلي، يقتصر السيليكون على<0.07%, and when intentionally added, ferrosilicon alloy is added during steelmaking.
