سختی فولاد به ترکیب شیمیایی، فازهای میکروسکوپی، عملیات حرارتی و فرآیندهای سطحی وابسته است. عواملی مانند کربن، عناصر آلیاژی، ساختار دانه‌ها و نرخ سرمایش نقش کلیدی دارند.
سختی مقاومت ماده در برابر خراش، فرورفتگی و تغییر شکل است. به عوامل مختلفی چون ساختار بلوری و دما وابسته است. روش‌های اندازه‌گیری شامل برینل، ویکرز، راکول و موس برای کاربردهای متنوع استفاده می‌شوند.
چقرمگی ترکیبی از استحکام و شکل‌پذیری است که توانایی ماده برای جذب انرژی قبل از شکست را نشان می‌دهد و با بهینه‌سازی ترکیب شیمیایی و عملیات حرارتی در فولادها افزایش می‌یابد.
استحکام فشاری از مهم‌ترین خواص مکانیکی در طراحی قطعات است که مقاومت ماده در برابر نیروهای فشاری را بدون شکست نشان می‌دهد. در فولاد، با کنترل ترکیب شیمیایی، ریزساختار و عملیات حرارتی، استحکام بهینه‌سازی می‌شود.
تفاوت استحکام کششی و فشاری در مقاومت مواد در برابر نیروهای مختلف است. استحکام کششی برای مواد شکل‌پذیر و نیروهای کششی مهم است، در حالی که استحکام فشاری برای مواد ترد و سازه‌های تحت فشار حیاتی است.
استحکام کشش مقاومت ماده در برابر نیروهای کششی تا پیش از شکست است. این خاصیت به عواملی مانند ساختار بلوری، ترکیب شیمیایی و عملیات حرارتی وابسته است و با نمودار تنش-کرنش تحلیل می‌شود.
استحکام در خواص مواد مقاومت ماده در برابر نیروهای مختلف را تعیین می‌کند و در صنعت آهن و فولاد تضمین‌کننده ایمنی، دوام و کارایی است. این ویژگی با ترکیب شیمیایی، ریزساختار و عملیات تولید بهبود می‌یابد.
مکانیزم های استحکام بخشی مواد با تغییر ساختار بلوری یا آمورف، خواص مکانیکی مانند استحکام و سختی را توسط روش‌هایی نظیر کار سختی، محلول جامد، کاهش اندازه دانه‌ها و نانوساختارسازی بهبود می‌بخشند.
تست کشش آزمونی مکانیکی برای تعیین خواصی مانند مقاومت تسلیم، استحکام کششی، مدول یانگ و انعطاف‌پذیری مواد است که با اعمال نیروی کششی، رفتار ماده در برابر تنش و کرنش ارزیابی می‌شود .
تنش تک‌محوری حالتی از تنش است که ماده تنها در یک جهت تحت نیروی خارجی قرار می‌گیرد و معمولاً در تست‌های مکانیکی مانند کشش برای بررسی خواص مواد مانند استحکام و مدول الاستیسیته استفاده می‌شود.
تست‌های مکانیکی آهن و فولاد برای ارزیابی خواص مواد تحت بارگذاری انجام می‌شوند. این آزمایش‌ها اطلاعاتی درباره استحکام، سختی و چقرمگی ارائه داده و ایمنی، کیفیت و بهینه‌سازی طراحی را تضمین می‌کنند.
فسفر در فولاد به‌عنوان ناخالصی بر خواص مکانیکی و شیمیایی آن تأثیر دارد؛ افزایش سختی، کاهش چقرمگی، مشکلات جوشکاری و مقاومت به خوردگی از نتایج آن است. کنترل فسفر برای بهبود کیفیت فولاد ضروری است.
