Efectos de varios elementos en piezas de fundición de acero al manganeso

Diferentes elementos desempeñan diferentes roles en las piezas de fundición de acero de alto manganeso. Hay algunos efectos de diferentes elementos:

Efecto del elemento "carbono"

Carbono Es uno de los dos elementos más importantes en los aceros al manganeso junto con el manganeso. Los aceros al manganeso son una solución supersaturada de carbono. Para la mayoría de los grados de acero de manganeso estándar, el carbono y el manganeso se encuentran en una relación aproximada de Mn / C = 10. Estos aceros, por lo tanto, son típicamente 12% Mn y 1.2% C. Esta relación
se estableció principalmente por las primeras limitaciones de fabricación de acero y la relación fija no tiene importancia real. Aumentar el contenido de carbono aumenta la resistencia al rendimiento y disminuye la ductilidad. Vea las siguientes imágenes para ver los efectos de aumentar el contenido de carbono en las propiedades del acero al manganeso 13.

Sin embargo, el significado principal del aumento del contenido de carbono es aumentar la resistencia al desgaste de los desgarres, vea las imágenes de arriba. La mayoría de los aceros al manganeso se utilizan en el desbaste.
abrasión y situaciones de desgaste por alto impacto, por lo que los fabricantes intentan maximizar el contenido de carbono. Existen límites prácticos y como el contenido de carbono excede el 1.3% de agrietamiento y
Los carburos de borde de grano no disueltos se vuelven más frecuentes. Los grados superiores de los aceros al manganeso, aquellos con alto contenido de manganeso, han empujado la parte superior
límite de carbono más allá del 1.3%.

Efecto del elemento "manganeso"

El manganeso es un estabilizador de austenita y hace posible esta familia de aleaciones. Disminuye la temperatura de transformación de austenita a ferrita y, por lo tanto, ayuda a retener una estructura completamente austenítica a temperatura ambiente. Las aleaciones con 13% Mn y 1.1% C tienen una temperatura de inicio de martensita por debajo de -328 ° F. El límite inferior para el contenido de manganeso en el acero de manganeso austenítico simple está cerca del 10%. El aumento de los niveles de manganeso tiende a aumentar la solubilidad del nitrógeno y el hidrógeno en el acero. Aleaciones premium con mayor
Los contenidos de carbono y elementos de aleación adicionales existen con los niveles de manganeso de 16-25% manganeso. Estas aleaciones son propiedad de su fabricante.

Efecto Del Elemento "Silicon"

Los contenidos de silicio hasta 1% generalmente se consideran seguros en los aceros al manganeso, pero el silicio no ejerce una influencia notable en las propiedades mecánicas. En 2.2% de silicio
contenido, Avery ha demostrado una fuerte reducción en la resistencia y la ductilidad. La mayor parte de la experimentación informada se ha realizado con tamaños de sección pequeños de menos de 1 pulgada,
Al considerar el contenido de silicio y los tamaños de sección más pesados, la resistencia al impacto puede disminuir considerablemente al aumentar el contenido de silicio. Consulte la siguiente imagen para ver el efecto de agregar 1.5% Si a un tamaño de sección de 6 pulgadas. Los datos muestran una reducción del 75% en la energía de impacto cuando el silicio aumenta a este nivel. Se recomienda mantener bajos los niveles de silicio en acero al manganeso, a menos del 0.6% de silicio cuando se producen tamaños de sección de más de 1 pulgadas.

Efecto del elemento "cromo"

El cromo se utiliza para aumentar la resistencia a la tracción y la resistencia al flujo de los aceros al manganeso. Las adiciones de hasta 3.0% se utilizan a menudo. El cromo aumenta la dureza recocida en solución y disminuye la tenacidad del acero al manganeso. El cromo no aumenta el nivel máximo de dureza endurecida por el trabajo o la tensión
tasa de endurecimiento. Los grados que contienen cromo requieren temperaturas de tratamiento térmico más altas, ya que los carburos de cromo son más difíciles de disolver en la solución. En alguna aplicación,
El cromo puede ser beneficioso, pero en muchas aplicaciones. No hay beneficio en agregar cromo al acero al manganeso.

Efecto del elemento "níquel"

El níquel es un fuerte estabilizador de austenita. El níquel puede evitar las transformaciones y la precipitación de carburos, incluso a velocidades de enfriamiento reducidas durante el enfriamiento. Esto puede hacer que el níquel sea una adición útil en productos que tienen tamaños de sección pesados. El aumento del contenido de níquel se asocia con una mayor tenacidad, una ligera caída en la resistencia a la tracción y no tiene ningún efecto sobre la resistencia de la producción. El níquel también se utiliza en la soldadura de materiales de relleno para los aceros al manganeso para permitir que el material depositado esté libre de carburos. Es típico tener niveles de carbono más bajos en estos materiales junto con el níquel elevado para producir el resultado deseado.

Efecto del elemento "molibdeno"

Las adiciones de molibdeno a los aceros al manganeso resultan en varios cambios. Primero, la temperatura de inicio de la martensita se reduce, lo que estabiliza aún más la austenita y retarda la precipitación de carburos. A continuación, las adiciones de molibdeno cambian la morfología de los carburos que se forman durante el recalentamiento después de que el material haya tenido un tratamiento con solución. Las películas de límite de grano de carburos aciculares se forman típicamente, pero después de agregar molibdeno, los carburos que precipitan se unen y dispersan a través de los granos. El resultado de estos cambios es que la resistencia del acero se mejora con la adición de molibdeno. Otro beneficio de las adiciones de molibdeno se puede mejorar como fundido mecánico
propiedades Esto puede ser un beneficio real durante la producción de fundición. En los grados más altos de carbono, el molibdeno aumentará la tendencia a la fusión incipiente, por lo que se debe tener cuidado de
Evite esto ya que las propiedades mecánicas resultantes se verán seriamente disminuidas. El molibdeno es beneficioso cuando se producen espesores de secciones muy pesadas en acero al manganeso. Estas son secciones que exceden las pulgadas 6 y especialmente aquellas que tienen más de pulgadas 10 en el tamaño de la sección. Estos tamaños de sección se pueden encontrar en grandes
Manto triturador giratorio primario y piezas de fundición gruesa. Para estas fundiciones, se recomienda agregar molibdeno en el rango de 0.9% a 1.2% mientras se reduce el
contenido de carbono a 0.9% a 1.0%.

Efecto del Elemento "Aluminio"

El aluminio se usa para desoxidar el acero al manganeso, lo que puede prevenir la perforación y otros defectos del gas. Es típico usar adiciones de 3lbs / ton en el cucharón. Aluminio cada vez mayor
El contenido disminuye las propiedades mecánicas del acero al manganeso al tiempo que aumenta la fragilidad y el desgarro por calor. En la práctica, es aconsejable mantener los residuos de aluminio de manera justa.
Bajo para la mayoría de los grados de acero al manganeso. Se están desarrollando nuevos materiales que contienen altos niveles de aluminio y aproximadamente 30% de manganeso para aplicaciones de alta resistencia y sensibles al peso. En estos casos, la baja densidad del aluminio se está utilizando para disminuir la densidad de la aleación resultante.

Efecto del elemento "titanio"

El titanio se puede utilizar para desoxidar el acero al manganeso. Además, el titanio puede atar el nitrógeno en nitruros de titanio. Estos nitruros son compuestos estables a temperaturas de fabricación de acero. Una vez que se retiene, el nitrógeno ya no está disponible para causar la perforación de los pasadores en las piezas fundidas. El titanio también se puede usar para refinar el tamaño del grano, pero el efecto es mínimo en las secciones más pesadas.

Efecto del Elemento "Cerio"

El cerio se puede utilizar para refinar el tamaño de grano de los aceros al manganeso. Los compuestos de cerio tienen un registro más bajo con el acero de manganeso austenítico que otros compuestos y, por lo tanto, deberían hacer que sea un mejor refinador de grano para esta aleación. También suprime la precipitación de carburo del límite del grano, lo que fortalece los límites del grano. Las resistencias al impacto también se reportan como mejoradas para los aceros al manganeso aleados con cerio.

Efecto Del Elemento “Fósforo”

El fósforo es muy dañino para el acero al manganeso. Forma una película eutéctica fosfórica débil en los límites de los granos de austenita. El fósforo es difícil de eliminar de los aceros al manganeso y el método más efectivo para controlarlo es la selección cuidadosa de los materiales de carga. ASTM A128 señala un máximo de fósforo de 0.07%, pero es
recomendado para mantener el nivel de fósforo muy por debajo de este nivel cuando se produce acero al manganeso de alta calidad.

Efecto Del Elemento "Azufre"

El azufre, aunque no es un beneficio en la mayoría de los aceros, causa pocos problemas en los aceros al manganeso. Los altos niveles de manganeso mantienen el azufre atado en las inclusiones de sulfuro de manganeso del tipo esferoidal.

Efecto del elemento "boro"

El boro se ha utilizado para tratar de producir refinamiento de grano en los aceros al manganeso. Sin embargo, a medida que aumentan los niveles de boro, se precipita un eutéctico de carburo de boruro frágil en el grano.
fronteras El boro también acelera la descomposición de la austenita si el acero al manganeso se recalienta, lo que hace que el material no se pueda soldar. No se recomienda usar boro en aceros al manganeso.