Thép mangan caocó cường độ và độ cứng năng suất thấp, nhưng độ dẻo và độ dẻo dai cao và khả năng làm cứng cao. Vì vậy, khi bị biến dạng dưới tác động mạnh và áp suất mạnh, austenit trải qua quá trình đông cứng. Hơn nữa, cùng với sự biến đổi martensitic, bề mặt của bộ phận trải qua quá trình đông cứng đáng kể, lên đến HRC52-56. Vì vậy, thép mangan cao có khả năng chống mài mòn cao.
1, Mối quan hệ giữa khả năng chống mài mòn và độ bền của thép mangan cao
Hàm lượng mangan củathép mangan caothường nằm trong khoảng từ 11% đến 14%, vì vậy khả năng chống mài mòn của nó rất tuyệt vời. Sau khi xử lý, một phần nguyên tố mangan trong thép mangan cao sẽ hòa tan vào nền sắt, tạo thành cấu trúc đôi đồng nhất và cấu trúc martensite cứng lại. Những cấu trúc này có khả năng chống mài mòn mạnh, do đó phản ánh khả năng chống mài mòn của thép mangan cao.
Đồng thời, thép mangan cao còn có độ dẻo dai tốt. Điều này là do hàm lượng ferit trong thép mangan cao cao và ferit là cấu trúc có độ dẻo dai tốt, có thể ngăn chặn hiệu quả hiện tượng gãy giòn của thép mangan cao, từ đó phản ánh độ dẻo dai của thép mangan cao.
2, Lý do ưu điểm của thép mangan cao
1. Thép mangan cao có khả năng chống mài mòn tuyệt vời. Do lượng lớn nguyên tố mangan trong thép mangan cao, các nguyên tố này có thể tăng cường lưới thép và chịu mài mòn và ma sát một cách hiệu quả trong quá trình mài mòn, dẫn đến khả năng chống mài mòn tuyệt vời của thép mangan cao.
2. Thép mangan cao có độ dẻo dai tốt. Thép mangan cao có hàm lượng ferit cao nên có độ dẻo dai tốt. Kiểu tổ chức này có thể giải phóng ứng suất lên thép ra bên ngoài, từ đó chống lại sự gãy và phân mảnh của thép, làm cho thép mangan cao có đặc tính dẻo dai vượt trội.
3. Thép mangan cao dễ gia công. Thép mangan cao có độ cứng cao, độ dẻo dai tốt nên dễ gia công và biến dạng dẻo, dễ dàng thực hiện các công đoạn rèn, hàn và các quá trình gia công khác trong sản xuất.
4. Thép mangan cao có khả năng chống ăn mòn tốt. Mangan có tác dụng tăng cường tốt khả năng chống ăn mòn của thép nên thép mangan cao có khả năng chống ăn mòn rất tốt.
Tóm lại, ưu điểm của thép mangan cao về khả năng chống mài mòn và độ bền được xác định bởi cấu trúc vi mô và thành phần hóa học của nó. Sự hiện diện của nguyên tố mangan cao và cấu trúc ferit trong thép mangan cao có thể mang lại các đặc tính hiệu suất khác nhau cho thép, khiến nó trở thành vật liệu chất lượng cao được sử dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp.
Tính chất cơ học thép mangan
1. Ảnh hưởng của cacbua đến tính chất của thép mangan cao
Giảm độ bền va đập và độ bền kéo
2. Ảnh hưởng của tạp chất phi kim loại đến tính chất của thép mangan cao
Trong quá trình hóa rắn thép nóng chảy, một lượng lớn oxit mangan kết tủa dưới dạng tạp chất phi kim loại ở chu vi thép, làm giảm độ bền va đập của thép và tăng xu hướng nứt nóng khi đúc.
3. Lựa chọn thành phần hóa học và ảnh hưởng của nó đến tính chất của thép mangan cao
(1) Khi hàm lượng cacbon và mangan trong thép quá thấp sẽ không đủ để tạo ra tác dụng làm cứng hiệu quả; Khi hàm lượng carbon quá cao, một lượng lớn cacbua, đặc biệt là cacbua thô, sẽ xuất hiện ở trạng thái đúc. Vì vậy, để tránh kết tủa cacbua, cần kiểm soát hàm lượng cacbon không quá cao.
Để đảm bảo tính năng của thép mangan cao, cần phải có đủ hàm lượng mangan. Khi hàm lượng mangan quá thấp, không thể hình thành cấu trúc austenit đơn lẻ; Và hàm lượng mangan quá mức cũng là không cần thiết. Trong sản xuất, người ta thường quy định rằng WMn phải được kiểm soát trong khoảng từ 11.0 phần trăm đến 14.0 phần trăm và WC phải được kiểm soát trong khoảng từ 0.9 phần trăm đến 1,3 phần trăm . Cần chỉ ra rằng cần có sự kết hợp thích hợp giữa hàm lượng mangan và hàm lượng carbon, tức là cần có tỷ lệ carbon mangan thích hợp, thường được kiểm soát ở Mn/C=10.
(2) Hàm lượng thông số kỹ thuật của Wsi trong thép mangan cao có hàm lượng silicon là 0,3% đến 0,8%. Silicon sẽ làm giảm độ hòa tan của carbon trong austenite, thúc đẩy kết tủa cacbua và giảm khả năng chống mài mòn và độ bền va đập của thép. Do đó, hàm lượng silicon phải được kiểm soát ở giới hạn dưới của thông số kỹ thuật.
(3) Hàm lượng đặc điểm kỹ thuật của thép mangan cao có hàm lượng phốt pho là Wp Nhỏ hơn hoặc bằng 0,7%. Khi luyện thép có hàm lượng mangan cao, do hàm lượng phốt pho trong sắt mangan cao nên hàm lượng phốt pho trong thép nhìn chung tương đối cao. Vì phốt pho có thể làm giảm độ bền va đập của thép và làm cho vật đúc dễ bị nứt nên hàm lượng phốt pho trong thép cần được giảm thiểu càng nhiều càng tốt.
(4) Yêu cầu kỹ thuật đối với thép mangan cao có hàm lượng lưu huỳnh là Ws Nhỏ hơn hoặc bằng 0.05 phần trăm . Do hàm lượng mangan cao, hầu hết lưu huỳnh và mangan trong thép kết hợp với nhau tạo thành mangan sunfua (MnS) trong quá trình nấu chảy, đi vào xỉ. Do đó, hàm lượng lưu huỳnh trong thép thường thấp (thường không vượt quá 0,03%), do đó tác hại của lưu huỳnh trong thép mangan cao cao hơn so với phốt pho.
Xu hướng phát triển
(1) Trong số các phương pháp khác nhau hiện đang được sử dụng để cải thiện cấu trúc vi mô và tính chất của thép mangan cao, phương pháp xử lý nhiệt tăng cường lượng mưa có đặc điểm là quy trình đơn giản, ổn định, chi phí thấp và tiết kiệm năng lượng và có lợi ích kinh tế rõ ràng.
(2) Việc thu được một lượng và kích thước nhất định của cấu trúc điểm cứng cacbua phân tán trong thép mangan cao thông qua xử lý nhiệt có thể cải thiện khả năng làm cứng của sản phẩm và do đó cải thiện khả năng chống mài mòn.
(3) Với việc nghiên cứu sâu hơn về cơ chế tăng cường kết tủa, việc tăng cường khả năng chống mài mòn của ma trận bằng các điểm cứng cacbua sẽ trở thành xu hướng phát triển chính để cải thiện khả năng chống mài mòn của thép mangan cao.
