Diferentes elementos desempenham papéis diferentes em peças de fundição de aço de alto teor de manganês. Existem alguns efeitos de diferentes elementos:
Efeito do Elemento “Carbono”
Carbono é um dos dois elementos mais importantes nos aços manganês, juntamente com o manganês. Os aços manganês são uma solução supersaturada de carbono. Para a maioria dos tipos de aço manganês padrão, o carbono e o manganês estão em uma relação aproximada de Mn / C = 10. Estes aços, portanto, são tipicamente 12% Mn e 1.2% C. Esta relação
foi criado principalmente pelas limitações iniciais da produção de aço e a relação fixa não tem significado real. Aumentar o teor de carbono aumenta a força de rendimento e diminui a ductilidade. Veja as imagens a seguir para os efeitos do aumento do teor de carbono nas propriedades do 13% manganês.
Efeito do carbono nas propriedades de tração do aço manganês
Razões de desgaste de goivagem de aço austenítico 12% manganês vs. teor de carbono
O principal significado do aumento do teor de carbono é aumentar a resistência ao desgaste da goivagem, veja as figuras acima. A maioria dos aços manganês são usados em cinzelamento
abrasão e situações de desgaste de alto impacto para que os fabricantes tentem maximizar o conteúdo de carbono. Existem limites práticos e, como o teor de carbono excede 1.3% de trincas e
carbonetos de limite de grãos não dissolvidos se tornam mais prevalentes. Os graus premium de aços manganês, aqueles com alto teor de manganês, empurraram a parte superior
limite de carbono bem além de 1.3%.
Efeito do elemento “Manganês”
O manganês é um estabilizador de austenita e possibilita essa família de ligas. Diminui a austenita para a temperatura de transformação da ferrita e, portanto, ajuda a reter uma estrutura totalmente austenítica à temperatura ambiente. Ligas com 13% Mn e 1.1% C têm temperatura inicial de martensita abaixo de -328 ° F. O limite inferior do teor de manganês no aço à base de manganês austenítico está próximo de 10%. O aumento dos níveis de manganês tendem a aumentar a solubilidade do nitrogênio e do hidrogênio no aço. Ligas premium com maior
Existem teores de carbono e elementos de liga adicionais com níveis de manganês de 16-25% manganês. Essas ligas são de propriedade de seu fabricante.
Efeito do elemento “silício”
Teores de silício até 1% são tipicamente considerados seguros em aços manganês, mas o silício não exerce influência perceptível nas propriedades mecânicas. Em 2.2% silício
conteúdo, Avery mostrou uma redução acentuada na força e ductilidade. A maior parte da experimentação relatada foi feita com pequenos tamanhos de seção menores que 1 polegadas,
Ao considerar o teor de silício e tamanhos de seção mais pesada, a resistência ao impacto pode ser severamente diminuída com o aumento do conteúdo de silício. Veja a seguinte figura para o efeito de adicionar 1.5% Si a um tamanho de seção de 6. Os dados mostram uma redução de 75% na energia de impacto quando o silício é aumentado para este nível. Recomenda-se manter baixos os níveis de silício em aço manganês, para menos de 0.6% de silício ao produzir tamanhos de seção acima de 1 polegadas.
Efeito da adição de silício 1.5% na energia de impacto Izod e no alongamento de tração do aço manganês de seção 6
Efeito do elemento “cromo”
O cromo é usado para aumentar a resistência à tração e resistência ao fluxo de aços manganês. Adições de até 3.0% são frequentemente usadas. O cromo aumenta a dureza solubilizada e diminui a tenacidade do aço manganês. O cromo não aumenta o nível máximo de dureza endurecida pelo trabalho ou a tensão
taxa de endurecimento. Os graus de rolamento de cromo requerem temperaturas de tratamento térmico mais altas, pois os carbonetos de cromo são mais difíceis de dissolver em solução. Em alguma aplicação,
O cromo pode ser benéfico, mas em muitas aplicações. Não há benefício em adicionar cromo ao aço manganês.
Efeito do elemento “Níquel”
O níquel é um forte estabilizador de austenita. O níquel pode prevenir transformações e a precipitação de carbonetos mesmo com taxas de resfriamento reduzidas durante a extinção. Isso pode tornar o níquel uma adição útil em produtos com tamanhos de seção pesados. O aumento do teor de níquel está associado ao aumento da tenacidade, uma ligeira queda na resistência à tração e não tem efeito sobre a força de escoamento. O níquel também é usado em materiais de enchimento de solda para aços manganês para permitir que o material depositado seja livre de carbonetos. É típico ter níveis mais baixos de carbono nesses materiais, juntamente com o níquel elevado, para produzir o resultado desejado.
Efeito do elemento “molibdênio”
A adição de molibdênio aos aços manganês resulta em várias mudanças. Primeiro, a temperatura da martensita começa a baixar, o que estabiliza ainda mais a austenita e retarda a precipitação de carboneto. Em seguida, as adições de molibdênio alteram a morfologia dos carbonetos que se formam durante o reaquecimento após o tratamento ter sido tratado com uma solução. Filmes de limite de grão de carbonetos aciculares tipicamente se formam, mas após a adição de molibdênio os carbonetos que se precipitam são coalescidos e dispersos através dos grãos. O resultado dessas mudanças é que a tenacidade do aço é melhorada pela adição de molibdênio. Outro benefício de adições de molibdênio pode ser melhorado como mecânico
propriedades. Isso pode ser um benefício real durante a produção de fundição. Em graus mais altos de carbono, o molibdênio aumentará a tendência à fusão incipiente, portanto, deve-se tomar cuidado para
evite isso, pois as propriedades mecânicas resultantes serão severamente diminuídas. O molibdênio é benéfico quando espessuras de seção muito pesadas são produzidas em aço manganês. Estas são seções que excedem 6 polegadas e especialmente aquelas que estão acima de 10 polegadas no tamanho da seção. Estes tamanhos de seção podem ser encontrados em grandes
os mantos primários do britador giratório e as mandíbulas grossas morrem. Para essas peças fundidas, recomenda-se adicionar molibdênio na faixa de 0.9% a 1.2%, reduzindo o
teor de carbono para 0.9% a 1.0%.
Efeito do elemento “Alumínio”
O alumínio é usado para desoxidar o aço manganês, o que pode impedir o uso de orifícios e outros defeitos de gás. É típico usar adições de 3lbs / ton na panela. Alumínio crescente
O conteúdo diminui as propriedades mecânicas do aço manganês enquanto aumenta a fragilidade e o rasgamento a quente. Na prática, é aconselhável manter os resíduos de alumínio
baixa para a maioria dos graus de aço manganês. Novos materiais que contêm altos níveis de alumínio e aproximadamente 30% manganês estão sendo desenvolvidos para aplicações de alta resistência e sensíveis ao peso. Nestes casos, a baixa densidade do alumínio está sendo usada para diminuir a densidade da liga resultante.
Efeito do elemento “Titanium”
O titânio pode ser usado para desoxidar o aço manganês. Além disso, o titânio pode atar nitrogênio em nitretos de titânio. Estes nitretos são compostos estáveis nas temperaturas de fabricação do aço. Uma vez amarrado, o nitrogênio não está mais disponível para causar furos nas peças fundidas. O titânio também pode ser usado para refinar o tamanho do grão, mas o efeito é mínimo em seções mais pesadas.
Efeito do elemento “Cério”
O cério pode ser usado para refinar o tamanho de grão dos aços manganês. Os compostos de cério têm um registro mais baixo com aço manganês austenítico do que outros compostos e, portanto, devem torná-lo um melhor refinador de grãos para essa liga. Ele também suprime a precipitação de carboneto de limite de grão, o que fortalece os limites de grão. Resistências ao impacto também são relatadas como sendo melhoradas para aços manganês ligados com cério.
Efeito do elemento “Fósforo”
O fósforo é muito prejudicial para o aço manganês. Ele forma um filme eutético fosfórico fraco nos limites dos grãos da austenita. O fósforo é difícil de remover dos aços manganês e o método mais eficaz para controlá-lo é a seleção cuidadosa dos materiais de carga. ASTM A128 chama um máximo de fósforo de 0.07%, mas é
recomendado manter o nível de fósforo bem abaixo deste nível ao produzir aço de manganês de alta qualidade.
Efeito do elemento “enxofre”
O enxofre, embora não seja um benefício na maioria dos aços, causa poucos problemas nos aços manganês. Os altos níveis de manganês mantêm o enxofre preso em inclusões de sulfeto de manganês do tipo esferoidal.
Efeito do elemento “Boro”
O boro tem sido usado para tentar produzir refinamento de grãos em aços manganês. À medida que os níveis de boro aumentam, no entanto, um eutético de carboneto de boreto frágil é precipitado na
limites. O boro também acelera a decomposição da austenita se o aço de manganês for reaquecido, o que torna o material não soldável. Não é recomendado o uso de boro em aços manganês.
