Différents éléments jouent différents rôles dans les pièces moulées en acier au manganèse. Il y a quelques effets de différents éléments:
Effet de l'élément «carbone»
Carbone est l'un des deux éléments les plus importants des aciers au manganèse avec le manganèse. Les aciers au manganèse sont une solution sursaturée de carbone. Pour la plupart des qualités d'acier au manganèse standard, le carbone et le manganèse sont dans un rapport approximatif de Mn / C = 10. Par conséquent, ces aciers sont typiquement 12% Mn et 1.2% C. Ce rapport
a été principalement mis en place par les premières limitations de la fabrication de l'acier et le rapport fixe n'a pas de réelle signification. L'augmentation de la teneur en carbone augmente la limite d'élasticité et diminue la ductilité. Voir les images suivantes pour les effets de l'augmentation de la teneur en carbone sur les propriétés de l'acier 13% manganèse.
L’importance principale de l’augmentation de la teneur en carbone est bien d’augmenter la résistance à l’usure, voir les illustrations ci-dessus La plupart des aciers au manganèse sont utilisés dans le gougeage
les situations d’abrasion et d’usure élevée afin que les fabricants essaient de maximiser la teneur en carbone. Des limites pratiques existent et, lorsque la teneur en carbone dépasse 1.3%, la fissuration et la
les carbures à la limite des grains non dissous deviennent plus fréquents. Les qualités supérieures des aciers au manganèse, ceux qui ont une teneur élevée en manganèse, ont poussé la partie supérieure
limite de carbone bien au-delà de 1.3%.
Effet de l'élément «manganèse»
Le manganèse est un stabilisant de l'austénite et rend possible cette famille d'alliages. Il diminue la température de transformation de l'austénite en ferrite et aide donc à conserver une structure entièrement austénitique à température ambiante. Les alliages avec 13% Mn et 1.1% C ont une température de départ de martensite inférieure à -328 ° F. La limite inférieure pour la teneur en manganèse dans l'acier au manganèse austénitique ordinaire est proche de 10%. L'augmentation des niveaux de manganèse tend à augmenter la solubilité de l'azote et de l'hydrogène dans l'acier. Alliages de qualité supérieure
des teneurs en carbone et des éléments d'alliage supplémentaires existent avec des niveaux de manganèse de 16-25% manganèse. Ces alliages sont la propriété de leur fabricant.
Effet de l'élément «silicium»
Des teneurs en silicium allant jusqu'à 1% sont généralement considérées comme sûres dans les aciers au manganèse, mais le silicium n'exerce aucune influence notable sur les propriétés mécaniques. Au 2.2% silicium
Au contenu, Avery a montré une nette réduction de la résistance et de la ductilité. La plupart des expériences rapportées ont été effectuées avec de petites sections de moins de 1 pouces,
Lorsque l'on considère la teneur en silicium et les tailles de section plus lourdes, la résistance au choc peut être sérieusement diminuée avec l'augmentation de la teneur en silicium. Voir l'image suivante pour l'effet de l'ajout de 1.5% Si à une taille de section en pouces 6. Les données montrent une réduction de 75% de l'énergie d'impact lorsque le silicium est augmenté à ce niveau. Il est recommandé de maintenir les niveaux de silicium dans les aciers au manganèse à un niveau inférieur à 0.6% silicium lors de la production de sections supérieures à 1 pouces.
Effet de l'élément «chrome»
Le chrome est utilisé pour augmenter la résistance à la traction et la résistance à l'écoulement des aciers au manganèse. Des ajouts allant jusqu'à 3.0% sont souvent utilisés. Le chrome augmente la dureté recuite de la solution et diminue la ténacité de l'acier au manganèse. Le chrome n'augmente pas le niveau maximum de dureté durcie par le travail ni la déformation
taux de durcissement. Les nuances contenant du chrome nécessitent un traitement thermique plus élevé, car les carbures de chrome sont plus difficiles à dissoudre en solution. Dans certaines applications,
le chrome peut être bénéfique, mais dans de nombreuses applications. l'ajout de chrome à l'acier au manganèse ne présente aucun avantage.
Effet de l'élément «nickel»
Le nickel est un puissant stabilisant austénitique. Le nickel peut empêcher les transformations et la précipitation de carbure même à des vitesses de refroidissement réduites pendant la trempe. Cela peut faire du nickel un ajout utile dans les produits à section importante. L'augmentation de la teneur en nickel est associée à une ténacité accrue, à une légère baisse de la résistance à la traction et n'a aucun effet sur la limite d'élasticité. Le nickel est également utilisé dans les matériaux d'apport pour le soudage des aciers au manganèse afin de permettre au matériau tel que déposé d'être exempt de carbures. Il est typique d’avoir des niveaux de carbone plus bas dans ces matériaux avec le nickel élevé pour produire le résultat souhaité.
Effet de l’élément «molybdène»
Les ajouts de molybdène aux aciers au manganèse entraînent plusieurs modifications. Premièrement, la température de démarrage de la martensite est abaissée, ce qui stabilise davantage l’austénite et retarde la précipitation du carbure. Ensuite, les ajouts de molybdène modifient la morphologie des carbures formés lors du réchauffage après traitement en solution du matériau. Des pellicules à la limite des grains en carbures aciculaires se forment généralement, mais après l’ajout de molybdène, les carbures précipités sont coalescés et dispersés à travers les grains. Le résultat de ces changements est que la ténacité de l'acier est améliorée par l'addition de molybdène. Un autre avantage des ajouts de molybdène peut être amélioré lors de la coulée mécanique
Propriétés. Cela peut être un réel avantage lors de la production de la coulée. Dans les teneurs en carbone plus élevées, le molybdène augmentera la tendance à la fusion naissante, il faut donc veiller à
éviter cela car les propriétés mécaniques résultantes seront sévèrement diminuées. Le molybdène est bénéfique lorsque des sections très épaisses doivent être produites en acier au manganèse. Ce sont des sections qui dépassent les pouces 6 et en particulier celles qui dépassent les pouces 10. Ces tailles de section peuvent être trouvées dans les grandes
manteaux primaires de broyeurs giratoires et moulages matricés épais. Pour ces moulages, il est recommandé d’ajouter du molybdène dans la gamme de 0.9% à 1.2% tout en réduisant le
teneur en carbone allant de 0.9% à 1.0%.
Effet de l'élément «aluminium»
L'aluminium est utilisé pour désoxyder l'acier au manganèse, ce qui peut éviter les trous d'épingle et autres gaz. Il est typique d’utiliser des additions de 3lbs / tonne à la poche. Augmentation de l'aluminium
Le contenu diminue les propriétés mécaniques de l'acier au manganèse tout en augmentant la fragilité et le déchirement à chaud. En pratique, il est conseillé de conserver les résidus d’aluminium de manière équitable.
faible pour la plupart des nuances d'acier au manganèse. De nouveaux matériaux contenant des teneurs élevées en aluminium et environ 30% manganèse sont en cours de développement pour les applications à haute résistance et sensibles au poids. Dans ces cas, la faible densité de l'aluminium est utilisée pour réduire la densité de l'alliage obtenu.
Effet de l'élément «titane»
Le titane peut être utilisé pour désoxyder l'acier au manganèse. De plus, le titane peut retenir l'azote gazeux dans les nitrures de titane. Ces nitrures sont des composés stables aux températures de fabrication de l'acier. Une fois attaché, l'azote n'est plus disponible pour causer la formation de trous dans les moulages. Le titane peut également être utilisé pour affiner la taille du grain, mais l'effet est minime dans les sections les plus lourdes.
Effet de l'élément «cérium»
Le cérium peut être utilisé pour affiner la taille de grain des aciers au manganèse. Les composés de cérium ont un registre plus faible d’acier austénitique au manganèse que les autres composés et devraient donc en faire un meilleur affineur de grain pour cet alliage. Il supprime également la précipitation de carbure à la limite des grains, ce qui renforce les limites des grains. Les résistances au choc seraient également améliorées pour les aciers au manganèse alliés au cérium.
Effet de l'élément «phosphore»
Le phosphore est très dommageable pour l'acier au manganèse. Il forme un faible film eutectique phosphorique aux limites des grains de l'austénite. Le phosphore est difficile à éliminer des aciers au manganèse et la méthode la plus efficace pour le contrôler consiste à sélectionner avec soin les matériaux de charge. ASTM A128 appelle un maximum de 0.07% de phosphore, mais il est
Il est recommandé de maintenir le niveau de phosphore bien en dessous de ce niveau lors de la production d'acier au manganèse de haute qualité.
Effet de l'élément «soufre»
Le soufre, bien que n'étant pas un avantage dans la plupart des aciers, pose peu de problèmes avec les aciers au manganèse. Les niveaux élevés de manganèse maintiennent le soufre lié dans les inclusions de sulfure de manganèse de type sphéroïdal.
Effet de l'élément «bore»
Le bore a été utilisé pour tenter de produire un raffinage du grain dans des aciers au manganèse. Cependant, lorsque les niveaux de bore augmentent, un eutectique en carbure de borure fragile se précipite au niveau du grain.
limites. Le bore accélère également la décomposition de l'austénite si l'acier au manganèse est réchauffé, ce qui rend le matériau non soudable. Il n'est pas recommandé d'utiliser du bore dans les aciers au manganèse.