Diversi elementi giocano ruoli diversi nelle parti in fusione di acciaio ad alta manganese. Ci sono alcuni effetti di diversi elementi:
Effetto dell'elemento "carbonio"
Carbonio è uno dei due elementi più importanti negli acciai al manganese insieme al manganese. Gli acciai al manganese sono una soluzione supersatura di carbonio. Per la maggior parte dei gradi di acciaio al manganese standard, il carbonio e il manganese sono in un rapporto approssimativo di Mn / C = 10. Questi acciai, pertanto, sono in genere 12% Mn e 1.2% C. Questo rapporto
era principalmente costituito da precoci limiti di fabbricazione dell'acciaio e il rapporto fisso non ha alcun significato reale. L'aumento del contenuto di carbonio aumenta la resistenza allo snervamento e riduce la duttilità. Vedere le seguenti immagini per gli effetti dell'aumento del contenuto di carbonio sulle proprietà dell'acciaio 13% manganese.
Effetto del carbonio sulle proprietà tensili dell'acciaio al manganese
Rapporto di usura dell'acciaio austenitico 12% manganese rispetto al contenuto di carbonio
Il significato principale dell'aumento del contenuto di carbonio è però quello di aumentare la resistenza all'usura da scriccatura, vedere le figure sopra. La maggior parte degli acciai al manganese viene utilizzata nella scriccatura
abrasioni e situazioni di usura ad alto impatto in modo che i produttori cerchino di massimizzare il contenuto di carbonio. Esistono limiti pratici e poiché il contenuto di carbonio supera il cracking di 1.3% e
carburi al contorno di grano non disciolti diventano più prevalenti. I gradi premium degli acciai al manganese, quelli con alto contenuto di manganese, hanno spinto la parte superiore
limite di carbonio ben oltre 1.3%.
Effetto dell'elemento "Manganese"
Il manganese è uno stabilizzante austenitico e rende possibile questa famiglia di leghe. Riduce la temperatura di trasformazione dell'austenite in ferrite e quindi aiuta a mantenere una struttura completamente austenitica a temperatura ambiente. Le leghe con 13% Mn e 1.1% C hanno una temperatura di avvio di martensite inferiore a -328 ° F. Il limite inferiore per il contenuto di manganese in acciaio al manganese austenitico semplice è vicino a 10%. L'aumento dei livelli di manganese tende ad aumentare la solubilità dell'azoto e dell'idrogeno nell'acciaio. Leghe premium con maggiore
il contenuto di carbonio e gli elementi aggiuntivi di lega esistono con i livelli di manganese di 16-25% manganese. Queste leghe sono di proprietà del loro produttore.
Effetto dell'elemento "silicio"
I contenuti di silicio fino a 1% sono generalmente considerati sicuri negli acciai al manganese, ma il silicio non esercita un'influenza notevole sulle proprietà meccaniche. Al silicio 2.2%
contenuto, Avery ha mostrato una forte riduzione della forza e della duttilità. La maggior parte della sperimentazione riportata è stata eseguita con sezioni di piccole dimensioni inferiori a 1 pollici,
quando si considera il contenuto di silicio e le dimensioni delle sezioni più pesanti, la resistenza all'urto può essere fortemente ridotta con l'aumento del contenuto di silicio. Vedere la seguente immagine per l'effetto dell'aggiunta di 1.5% Si a una sezione di dimensione 6-inch. I dati mostrano una riduzione di 75% dell'energia d'impatto quando il silicio viene aumentato a questo livello. Si consiglia di mantenere bassi i livelli di silicio nell'acciaio al manganese, a meno del silicio 0.6% quando si producono sezioni di dimensioni superiori a 1 pollici.
Effetto dell'aggiunta di silicio 1.5% sull'energia di impatto Izod e sull'allungamento a trazione dell'acciaio al manganese in sezione 6-inch
Effetto dell'elemento "Chromium"
Il cromo viene utilizzato per aumentare la resistenza alla trazione e la resistenza al flusso degli acciai al manganese. Vengono spesso utilizzate aggiunte fino a 3.0%. Il cromo aumenta la durezza ricotta e diminuisce la tenacità dell'acciaio al manganese. Il cromo non aumenta il livello massimo di durezza indurita dal lavoro o il ceppo
tasso di indurimento I gradi portanti al cromo richiedono temperature di trattamento termico più elevate poiché i carburi di cromo sono più difficili da sciogliere in soluzione. In alcune applicazioni,
il cromo può essere utile, ma in molte applicazioni. non vi è alcun vantaggio nell'aggiungere il cromo all'acciaio al manganese.
Effetto dell'elemento "Nickel"
Il nichel è un forte stabilizzatore di austenite. Il nichel può impedire trasformazioni e precipitazione del carburo anche a velocità di raffreddamento ridotte durante la tempra. Ciò può rendere il nichel un'utile aggiunta in prodotti con sezioni di sezione pesante. L'aumento del contenuto di nichel è associato a una maggiore tenacità, a una leggera diminuzione della resistenza alla trazione e non ha alcun effetto sulla resistenza allo snervamento. Il nichel viene anche utilizzato nei materiali di apporto per saldatura di acciai al manganese per consentire al materiale as-depositato di essere privo di carburi. È tipico avere livelli di carbonio più bassi in questi materiali insieme al nichel elevato per produrre il risultato desiderato.
Effetto dell'elemento "Molibdeno"
Le aggiunte di molibdeno agli acciai al manganese comportano numerosi cambiamenti. Innanzitutto, la temperatura di inizio della martensite viene abbassata, stabilizzando ulteriormente l'austenite e ritardando la precipitazione del carburo. Successivamente, le aggiunte di molibdeno modificano la morfologia dei carburi che si formano durante il riscaldamento dopo che il materiale ha avuto un trattamento di soluzione. Di solito si formano pellicole per bordi di grano di carburi aciculari, ma dopo aver aggiunto il molibdeno i carburi che precipitano vengono coalizzati e dispersi attraverso i grani. Il risultato di questi cambiamenti è che la tenacità dell'acciaio è migliorata dall'aggiunta di molibdeno. Un altro vantaggio delle aggiunte di molibdeno può essere migliorato come meccanico
proprietà. Questo può essere un vero vantaggio durante la produzione di casting. Nei gradi di carbonio più alti il molibdeno aumenta la tendenza alla fusione incipiente, quindi bisogna fare attenzione
evitare ciò poiché le proprietà meccaniche risultanti saranno gravemente ridotte. Il molibdeno è utile quando si devono produrre spessori di sezione molto pesanti in acciaio al manganese. Queste sono sezioni che superano i pollici 6 e in particolare quelle che superano i pollici 10 nella sezione. Queste dimensioni della sezione possono essere trovate in grandi dimensioni
i principali mantelli frantoi girevoli e le gole spesse della mandibola. Per questi getti, si consiglia di aggiungere molibdeno nell'intervallo tra 0.9% e 1.2% riducendo contemporaneamente il
contenuto di carbonio a 0.9% a 1.0%.
Effetto dell'elemento "alluminio"
L'alluminio viene utilizzato per disossidare l'acciaio al manganese, che può prevenire il foro stenopeico e altri difetti del gas. È tipico usare aggiunte di 3lbs / ton nel mestolo. Aumentare l'alluminio
il contenuto diminuisce le proprietà meccaniche dell'acciaio al manganese aumentando la fragilità e la lacrimazione. In pratica, è consigliabile mantenere i residui di alluminio in modo equo
basso per la maggior parte dei gradi di acciaio al manganese. Nuovi materiali che contengono alti livelli di alluminio e circa 30% manganese sono stati sviluppati per applicazioni ad alta resistenza e sensibili al peso. In questi casi, la bassa densità dell'alluminio viene utilizzata per ridurre la densità della lega risultante.
Effetto dell'elemento "titanio"
Il titanio può essere utilizzato per disossidare l'acciaio al manganese. Inoltre, il titanio può legare gas azoto in nitruri di titanio. Questi nitruri sono composti stabili alle temperature di produzione dell'acciaio. Una volta legato, l'azoto non è più disponibile per causare il foro di foratura nei getti. Il titanio può anche essere usato per affinare la dimensione del grano, ma l'effetto è minimo nelle sezioni più pesanti.
Effetto dell'elemento "cerio"
Il cerio può essere utilizzato per affinare la granulometria degli acciai al manganese. I composti di cerio hanno un registro inferiore con acciaio al manganese austenitico rispetto ad altri composti e quindi dovrebbero renderlo un raffinatore di grano migliore per questa lega. Sopprime anche la precipitazione del carburo al contorno del grano, che rafforza i confini del grano. Anche le resistenze all'urto sono migliorate per gli acciai al manganese legati con cerio.
Effetto dell'elemento "fosforo"
Il fosforo è molto dannoso per l'acciaio al manganese. Forma un debole film eutettico fosforico ai confini del grano austenitico. Il fosforo è difficile da rimuovere dagli acciai al manganese e il metodo più efficace per controllarlo è un'attenta selezione dei materiali di carica. ASTM A128 richiama un massimo di fosforo di 0.07%, ma lo è
consigliato per mantenere il livello di fosforo ben al di sotto di questo livello quando si produce acciaio al manganese di alta qualità.
Effetto dell'elemento "zolfo"
Lo zolfo, pur non essendo un vantaggio nella maggior parte degli acciai, causa pochi problemi negli acciai al manganese. Gli alti livelli di manganese mantengono lo zolfo legato nelle inclusioni di solfuro di manganese di tipo sferoidale.
Effetto dell'elemento "boro"
Il boro è stato utilizzato per cercare di produrre raffinatezza di grano in acciai al manganese. Man mano che aumentano i livelli di boro, tuttavia, un grano eutettico di carburo boreale fragile viene precipitato sul grano
confini. Il boro accelera anche la decomposizione dell'austenite se l'acciaio al manganese viene riscaldato, il che rende il materiale non saldabile. Non è raccomandato l'uso del boro negli acciai al manganese.
