Сталь з високим вмістом марганцюмає низьку межу текучості і твердість, але високу пластичність і в'язкість, а також має високу здатність до зміцнення. Тому при сильному ударі і сильному тиску аустеніт піддається деформації. Крім того, у супроводі мартенситного перетворення поверхня деталі зазнає значного зміцнення, до HRC52-56. Тому сталь з високим вмістом марганцю має високу зносостійкість.
1, Зв'язок між зносостійкістю та міцністю сталі з високим вмістом марганцю
Вміст марганцю всталь з високим вмістом марганцюзазвичай становить від 11 до 14 відсотків, тому його зносостійкість дуже висока. Після обробки частина елементів марганцю в сталі з високим вмістом марганцю розчиниться в матриці заліза, утворюючи однорідну подвійну структуру та структуру загартованого мартенситу. Ці конструкції мають сильну стійкість до зношування, що відображає зносостійкість сталі з високим вмістом марганцю.
У той же час сталь з високим вмістом марганцю також має хорошу міцність. Це пояснюється тим, що вміст фериту в сталі з високим вмістом марганцю високий, а ферит є структурою з хорошою в’язкістю, яка може ефективно запобігати крихкому руйнуванню сталі з високим вмістом марганцю, тим самим відображаючи міцність сталі з високим вмістом марганцю.
2. Причини переваг сталі з високим вмістом марганцю
1. Сталь з високим вмістом марганцю має чудову зносостійкість. Завдяки великій кількості елемента марганцю в сталі з високим вмістом марганцю ці елементи можуть зміцнити решітку сталі та ефективно протистояти зносу та тертю під час процесу зношування, що призводить до чудової зносостійкості сталі з високим вмістом марганцю.
2. Сталь з високим вмістом марганцю має хорошу міцність. Сталь з високим вмістом марганцю має високий вміст фериту, тому має хорошу в'язкість. Цей тип організації може звільнити напругу від сталі назовні, тим самим протистоячи руйнуванню та фрагментації сталі, завдяки чому сталь з високим вмістом марганцю має видатні показники міцності.
3. Сталь з високим вмістом марганцю легко обробляється. Сталь з високим вмістом марганцю має високу твердість і хорошу ударну в'язкість, що полегшує її обробку та пластичну деформацію, що дозволяє легко виконувати кування, зварювання та інші процеси обробки на виробництві.
4. Сталь з високим вмістом марганцю має хорошу стійкість до корозії. Марганець має хороший ефект підвищення корозійної стійкості сталі, тому сталь з високим вмістом марганцю має чудову корозійну стійкість.
Таким чином, переваги сталі з високим вмістом марганцю в зносостійкості та міцності визначаються її мікроструктурою та хімічним складом. Наявність елемента з високим вмістом марганцю та структури фериту в сталі з високим вмістом марганцю може забезпечити різні робочі характеристики сталі, що робить її широко використовуваним високоякісним матеріалом у промисловому виробництві.
Механічні властивості марганцевої сталі
1. Вплив карбідів на властивості високомарганцевої сталі
Зменшити ударну в'язкість і міцність на розрив
2. Вплив неметалічних включень на властивості високомарганцевої сталі
Під час затвердіння розплавленої сталі велика кількість оксиду марганцю виділяється у вигляді неметалевих включень по периметру сталі, знижуючи ударну в'язкість сталі та збільшуючи схильність до гарячого розтріскування виливка.
3. Вибір хімічного складу та його вплив на властивості високомарганцевистої сталі
(1) Якщо вміст вуглецю та марганцю в сталі занадто низький, цього недостатньо для ефективного ефекту зміцнення; Коли вміст вуглецю занадто високий, у литому стані з’явиться велика кількість карбідів, особливо грубих карбідів. Тому, щоб уникнути осадження карбідів, необхідно контролювати вміст вуглецю, щоб він не був занадто високим.
Щоб забезпечити продуктивність сталі з високим вмістом марганцю, необхідно мати достатній вміст марганцю. Коли вміст марганцю занадто низький, єдина структура аустеніту не може утворитися; І надмірний вміст марганцю теж не потрібен. У виробництві, як правило, передбачається, що WMn має контролюватися від 11.0 відсотків до 14.0 відсотків, а WC має контролюватися від 0.9 відсотків до 1,3 відсотка. Слід зазначити, що має бути відповідне поєднання між вмістом марганцю та вмістом вуглецю, тобто має бути відповідне співвідношення вуглецю марганцю, яке зазвичай контролюється на Mn/C=10.
(2) Специфікаційний вміст Wsi у сталі з високим вмістом марганцю та кремнію становить від 0,3 відсотка до 0,8 відсотка. Кремній знижує розчинність вуглецю в аустеніті, сприяє випаданню карбіду, знижує зносостійкість і ударну в'язкість сталі. Тому вміст кремнію слід контролювати на нижній межі специфікації.
(3) Специфікація вмісту сталі з високим вмістом марганцю з вмістом фосфору Wp менше або дорівнює 0,7 відсотка. Під час виплавки сталі з високим вмістом марганцю, через високий вміст фосфору в марганцевому чавуні, вміст фосфору в сталі, як правило, є відносно високим. Оскільки фосфор може знизити ударну в’язкість сталі та зробити виливки схильними до розтріскування, вміст фосфору в сталі слід мінімізувати, наскільки це можливо.
(4) Специфікаційні вимоги до сталі з високим вмістом марганцю та сірки Ws менше або дорівнює 0.05 відсоткам. Через високий вміст марганцю більша частина сірки та марганцю в сталі об’єднується з утворенням сульфіду марганцю (MnS) під час процесу плавлення, який потрапляє в шлак. Тому вміст сірки в сталі часто низький (зазвичай не перевищує 0,03 відсотка), тому шкідливий вплив сірки в сталі з високим вмістом марганцю вищий, ніж фосфору.
Тенденції розвитку
(1) Серед різних методів, які в даний час використовуються для покращення мікроструктури та властивостей сталі з високим вмістом марганцю, метод термічної обробки зміцнення опадів має характеристики простого процесу, стабільності, низької вартості та енергозбереження, а також має очевидні економічні переваги.
(2) Отримання певної кількості та розміру дисперсної мікроструктури твердих точок карбіду в сталі з високим вмістом марганцю за допомогою термічної обробки може покращити здатність до зміцнення та, таким чином, покращити зносостійкість.
(3) З поглибленням досліджень механізму зміцнення опадів, посилення зносостійкості матриці за допомогою твердосплавних наконечників стане основною тенденцією розвитку для підвищення зносостійкості сталі з високим вмістом марганцю.
