Различные элементы играют разные роли в деталях литья с высоким содержанием марганца. Есть несколько эффектов различных элементов:
Эффект «углеродного» элемента
Carbon является одним из двух наиболее важных элементов в марганцевых сталях наряду с марганцем. Марганцевые стали представляют собой пересыщенный раствор углерода. Для большинства стандартных марок марганцевой стали углерод и марганец находятся в приблизительном соотношении Mn / C = 10. Эти стали, следовательно, обычно представляют собой 12% Mn и 1.2% C. Это соотношение
был в основном основан на ранних ограничениях производства стали, и фиксированное соотношение не имеет реального значения. Увеличение содержания углерода повышает предел текучести и снижает пластичность. На следующих рисунках показано влияние увеличения содержания углерода на свойства марганцевой стали 13%.
Влияние углерода на растягивающие свойства марганцевой стали
Соотношения износа строжки аустенитной 12% марганцевой стали к содержанию углерода
Основное значение повышенного содержания углерода заключается в повышении износостойкости строжки, см. Рисунки выше. Большинство марганцевых сталей используются для строжки
истирание и износостойкость, поэтому производители стараются максимально увеличить содержание углерода. Практические ограничения существуют, и поскольку содержание углерода превышает 1.3% крекинга и
нерастворенные зернограничные карбиды становятся более распространенными. Марганцевые стали высшего сорта с высоким содержанием марганца вытолкнули верхнюю
предел углерода значительно превышает 1.3%.
Влияние «марганцевого» элемента
Марганец является стабилизатором аустенита и делает возможным использование этого семейства сплавов. Это снижает температуру превращения аустенита в феррит и, следовательно, помогает сохранить полностью аустенитную структуру при комнатной температуре. Сплавы с 13% Mn и 1.1% C имеют начальную температуру мартенсита ниже -328 ° F. Нижний предел содержания марганца в простой аустенитной марганцевой стали составляет около 10%. Повышение уровня марганца приводит к увеличению растворимости азота и водорода в стали. Премиум сплавы с высшим
Содержание углерода и дополнительные элементы сплава существуют с уровнями марганца от 16-25% марганца. Эти сплавы являются собственностью их производителя.
Влияние «кремниевого» элемента
Содержание кремния до 1% обычно считается безопасным в марганцевых сталях, но кремний не оказывает заметного влияния на механические свойства. У 2.2% кремния
Содержание Avery показало резкое снижение прочности и пластичности. Большая часть экспериментов, о которых сообщают, была сделана с маленькими размерами секции меньше чем 1 дюйм,
при рассмотрении содержания кремния и более крупных размеров сечения ударная вязкость может быть значительно снижена с увеличением содержания кремния. На следующем рисунке показан эффект добавления 1.5% Si к размеру сечения 6 в дюймах. Данные показывают снижение ударной энергии на 75% при увеличении кремния до этого уровня. Рекомендуется поддерживать низкий уровень содержания кремния в марганцевой стали до уровня, меньшего, чем 0.6% кремния, при производстве сечений размером более дюйма 1.
Влияние добавки 1.5% кремния на энергию удара по Изоду и относительное удлинение при растяжении марганцевой стали с сечением 6
Влияние элемента «хром»
Хром используется для повышения прочности на разрыв и сопротивления текучести марганцевых сталей. Добавления до 3.0% часто используются. Хром увеличивает отожженную в растворе твердость и снижает ударную вязкость марганцевой стали. Хром не увеличивает максимальный уровень твердости или деформации
скорость закалки. Хромсодержащие марки требуют более высоких температур термообработки, поскольку карбиды хрома труднее растворить в растворе. В каком-то приложении
Хром может быть полезным, но во многих приложениях. нет никакой пользы от добавления хрома в марганцевую сталь.
Влияние элемента «никель»
Никель является сильным стабилизатором аустенита. Никель может предотвращать превращения и осаждение карбидов даже при пониженных скоростях охлаждения во время закалки. Это может сделать никель полезным дополнением в продуктах, которые имеют большие размеры сечения. Увеличение содержания никеля связано с повышенной ударной вязкостью, небольшим падением прочности на разрыв и не влияет на предел текучести. Никель также используется при сварке присадочных материалов для марганцевых сталей, что позволяет наплавленному материалу быть свободным от карбидов. Типично иметь более низкие уровни углерода в этих материалах наряду с повышенным содержанием никеля для получения желаемого результата.
Влияние элемента «молибден»
Добавки молибдена в марганцевые стали приводят к нескольким изменениям. Во-первых, температура начала мартенсита понижается, что дополнительно стабилизирует аустенит и замедляет осаждение карбидов. Затем добавки молибдена изменяют морфологию карбидов, которые образуются во время повторного нагрева после обработки материала раствором. Граничные пленки зерен игольчатых карбидов обычно образуются, но после добавления молибдена карбиды, которые выпадают в осадок, коалесцируются и рассеиваются по зернам. Результатом этих изменений является то, что ударная вязкость стали улучшается за счет добавления молибдена. Еще одно преимущество добавок молибдена может быть улучшено как механическое литье
свойства. Это может быть реальным преимуществом при производстве отливок. В более высоких сортах углерода молибден будет увеличивать тенденцию к начинающемуся синтезу, поэтому необходимо соблюдать осторожность, чтобы
Избегайте этого, так как результирующие механические свойства будут сильно ухудшены. Молибден полезен, когда в марганцевой стали необходимо производить очень толстые сечения. Это разделы, размер которых превышает 6 дюймов, особенно те, которые имеют размер больше 10 дюймов. Эти размеры разделов можно найти в большом
мантии первичной гирационной дробилки и отливки из толстой челюсти. Для этих отливок рекомендуется добавлять молибден в диапазоне от 0.9% до 1.2%, одновременно уменьшая
содержание углерода до 0.9% до 1.0%.
Эффект «алюминиевого» элемента
Алюминий используется для раскисления марганцевой стали, что может предотвратить образование крошечных и других газовых дефектов. Обычно в ковше используют добавки 3lbs / ton. Увеличение алюминия
содержание снижает механические свойства марганцевой стали при одновременном повышении хрупкости и горячего отрыва. На практике желательно, чтобы остатки алюминия были справедливыми
низкий для большинства марок марганцевой стали. Новые материалы, которые содержат большое количество алюминия и приблизительно 30% марганца, разрабатываются для высокопрочных, чувствительных к весу применений. В этих случаях низкая плотность алюминия используется для снижения плотности получаемого сплава.
Эффект «титанового» элемента
Титан может быть использован для раскисления марганцевой стали. Кроме того, титан может связывать газообразный азот в нитриды титана. Эти нитриды являются стабильными соединениями при температурах выплавки стали. После того, как связали, азот больше не доступен, чтобы вызвать сколы в отливках. Титан также может быть использован для уточнения размера зерна, но эффект на более тяжелых участках минимален.
Влияние элемента «церий»
Церий можно использовать для уточнения размеров зерна марганцевых сталей. Соединения церия имеют более низкую регистрацию аустенитной марганцевой стали по сравнению с другими соединениями и поэтому должны сделать его лучшим измельчителем зерна для этого сплава. Он также подавляет осаждение карбида на границе зерен, что усиливает границы зерен. Также сообщается, что ударная вязкость улучшается для марганцевых сталей, легированных церием.
Влияние элемента «Фосфор»
Фосфор очень вреден для марганцевой стали. Он образует слабую фосфорную эвтектическую пленку на границах зерен аустенита. Фосфор трудно удалить из марганцевых сталей, и наиболее эффективный метод контроля - тщательный отбор шихтовых материалов. ASTM A128 вызывает максимум фосфора 0.07%, но это
Рекомендуется поддерживать уровень фосфора значительно ниже этого уровня при производстве высококачественной марганцевой стали.
Влияние элемента «сера»
Сера, хотя и не является преимуществом для большинства сталей, вызывает мало проблем для марганцевых сталей. Высокие уровни марганца удерживают серу в связках сульфида марганца сфероидального типа.
Эффект «борного» элемента
Бор использовался, чтобы попытаться произвести измельчение зерна в марганцевых сталях. Однако при повышении уровня бора в зерне выделяется хрупкая эвтектика из карбида борида.
границы. Бор также ускоряет разложение аустенита при повторном нагреве марганцевой стали, что делает материал несвариваемым. Не рекомендуется использовать бор в марганцевых сталях.
