פלדת מנגן גבוההבעל חוזק תפוקה וקשיות נמוכים, אך פלסטיות וקשיחות גבוהה, ובעל יכולת התקשות עבודה גבוהה. לכן, כאשר הוא מעוות תחת פגיעה קשה ולחץ חזק, האוסטניט עובר התקשות עבודה. יתרה מכך, מלווה בטרנספורמציה מרטנסיטית, פני השטח של החלק עוברים התקשות משמעותית, עד ל-HRC52-56. לכן, לפלדת מנגן גבוהה יש עמידות בפני שחיקה גבוהה.
1, הקשר בין עמידות בפני שחיקה וקשיחות של פלדת מנגן גבוהה
תכולת המנגן שלפלדת מנגן גבוהההוא בדרך כלל בין 11 אחוז ל-14 אחוז, כך שההתנגדות לבלאי שלו מצוינת מאוד. לאחר העיבוד, חלק מיסודות מנגן בפלדת מנגן גבוהה יתמוסס לתוך מטריצת הברזל, וייצור מבנה תאום אחיד ומבנה מרטנזיט מוקשה. למבנים אלו עמידות חזקה בפני שחיקה, ובכך משקפת את עמידות הבלאי של פלדת מנגן גבוהה.
יחד עם זאת, לפלדת מנגן גבוהה יש גם קשיחות טובה. הסיבה לכך היא שתכולת הפריט בפלדת מנגן גבוהה היא גבוהה, והפריט הוא מבנה בעל קשיחות טובה, שיכול למנוע למעשה שבר שביר של פלדת מנגן גבוהה, ובכך משקף את הקשיחות של פלדת מנגן גבוהה.
2, סיבות ליתרונות של פלדת מנגן גבוהה
1. פלדת מנגן גבוהה בעלת עמידות בפני שחיקה מעולה. בשל הכמות הגדולה של אלמנט מנגן בפלדת מנגן גבוהה, אלמנטים אלו יכולים לחזק את הסריג של הפלדה ולעמוד ביעילות בפני בלאי וחיכוך במהלך תהליך הבלאי, וכתוצאה מכך עמידות בלאי מעולה של פלדת מנגן גבוהה.
2. פלדת מנגן גבוהה בעלת קשיחות טובה. לפלדת מנגן גבוהה יש תכולה גבוהה של פריט, ולכן יש לה קשיחות טובה. סוג זה של ארגון יכול לשחרר את הלחץ על הפלדה כלפי חוץ, ובכך להתנגד לשבר ולפיצול של הפלדה, מה שגורם לפלדת מנגן גבוהה לביצועי קשיחות יוצאי דופן.
3. פלדת מנגן גבוהה קלה לעיבוד. פלדת מנגן גבוהה בעלת קשיות גבוהה וקשיחות טובה, מה שמקל על עיבוד ועיוות פלסטי, מה שמקל על ביצוע פרזול, ריתוך ותהליכי עיבוד אחרים בייצור.
4. פלדת מנגן גבוהה בעלת עמידות בפני קורוזיה טובה. למנגן יש השפעה משפרת טובה על עמידות בפני קורוזיה של פלדה, ולכן לפלדת מנגן גבוהה יש עמידות בפני קורוזיה מעולה.
לסיכום, היתרונות של פלדת מנגן גבוהה בעמידות בלאי וקשיחות נקבעים על ידי המיקרו-מבנה וההרכב הכימי שלה. הנוכחות של אלמנט מנגן גבוה ומבנה פריט בפלדת מנגן גבוהה יכולה לספק מאפייני ביצועים שונים לפלדה, מה שהופך אותה לחומר באיכות גבוהה בשימוש נרחב בייצור תעשייתי.
מאפיינים מכניים של פלדת מנגן
1. השפעת הקרבידים על תכונות פלדת מנגן גבוהה
הפחת את קשיחות ההשפעה וחוזק המתיחה
2. ההשפעה של תכלילים לא מתכתיים על תכונות פלדת מנגן גבוהה
במהלך התמצקות פלדה מותכת, כמות גדולה של תחמוצת מנגן משקיעה בצורה של תכלילים לא מתכתיים בהיקף הפלדה, מפחיתה את קשיחות ההשפעה של הפלדה ומגבירה את הנטייה לפיצוח חם ביציקה.
3. בחירת הרכב כימי והשפעתו על תכונות פלדת מנגן גבוהה
(1) כאשר תכולת הפחמן ותכולת המנגן בפלדה נמוכים מדי, זה לא מספיק כדי לייצר אפקט התקשות עבודה יעיל; כאשר תכולת הפחמן גבוהה מדי, תופיע כמות גדולה של קרבידים, במיוחד קרבידים גסים, במצב יצוק. לכן, על מנת למנוע משקעים של קרבידים, יש צורך לשלוט בתכולת הפחמן שלא תהיה גבוהה מדי.
על מנת להבטיח את הביצועים של פלדת מנגן גבוהה, יש צורך בתכולת מנגן מספקת. כאשר תכולת המנגן נמוכה מדי, לא יכול להיווצר מבנה אוסטניט בודד; ותכולת מנגן מוגזמת היא גם מיותרת. בייצור, נקבע בדרך כלל שיש לשלוט ב-WMn בין 11.0 אחוזים ל-14.0 אחוזים, ו-WC צריך להיות נשלט בין 0.9 אחוזים ל-1.3 אחוזים. יש לציין שצריך להיות שילוב מתאים בין תכולת מנגן לתכולת פחמן, כלומר צריך להיות יחס פחמן מנגן מתאים, נשלט בדרך כלל ב-Mn/C=10.
(2) תכולת המפרט של Wsi בפלדת מנגן גבוהה עם תכולת סיליקון היא 0.3 אחוזים עד 0.8 אחוזים. סיליקון יפחית את מסיסות הפחמן באוסטניט, יקדם משקעי קרביד ויפחית את עמידות הבלאי וקשיחות ההשפעה של הפלדה. לכן, יש לשלוט על תכולת הסיליקון בגבול התחתון של המפרט.
(3) תכולת המפרט של פלדת מנגן גבוהה עם תכולת זרחן היא Wp פחות או שווה ל-0.7 אחוזים. בהתכה של פלדת מנגן גבוהה, עקב תכולת הזרחן הגבוהה של ברזל מנגן, תכולת הזרחן בפלדה היא בדרך כלל גבוהה יחסית. מכיוון שזרחן יכול להפחית את קשיחות ההשפעה של פלדה ולגרום ליציקות להיות מועדות להיסדק, יש למזער את תכולת הזרחן של הפלדה ככל האפשר.
(4) דרישת המפרט עבור פלדת מנגן גבוהה עם תכולת גופרית היא Ws פחות או שווה ל-0.05 אחוזים. בשל תכולת המנגן הגבוהה בו, רוב הגופרית והמנגן שבפלדה מתאחדים ויוצרים בתהליך ההיתוך מנגן גופרתי (MnS), הנכנס לסיג. לכן, תכולת הגופרית בפלדה היא לעתים קרובות נמוכה (בדרך כלל אינה עולה על 0.03 אחוז), ולכן ההשפעה המזיקה של גופרית בפלדת מנגן גבוהה יותר מזו של זרחן.
מגמות התפתחות
(1) בין השיטות השונות המשמשות כיום לשיפור המיקרו-מבנה והתכונות של פלדת מנגן גבוהה, לשיטת טיפול בחום לחיזוק משקעים יש מאפיינים של תהליך פשוט, יציבות, עלות נמוכה וחיסכון באנרגיה, ויש לה יתרונות כלכליים ברורים.
(2) השגת כמות וגודל מסוימים של מיקרו-מבנה נקודתי קשה מפוזר קרביד בפלדת מנגן גבוהה באמצעות טיפול בחום יכולה לשפר את יכולת הקשחת העבודה ובכך לשפר את עמידות הבלאי.
(3) עם העמקת המחקר על מנגנון חיזוק משקעים, חיזוק עמידות הבלאי של מטריצה עם נקודות קשות של קרביד יהפוך למגמת הפיתוח העיקרית לשיפור עמידות הבלאי של פלדת מנגן גבוהה.
