Thép -mangan cao, còn được gọi là thép hợp kim mangan, là thép hợp kim có hàm lượng mangan từ 10% trở lên. Sau khi thích hợpxử lý nhiệt, thép-mangan cao trở thành vật liệu-có độ bền cao, chống mài mòn-.
Đặc điểm của thép mangan-cao
Đặc tính quan trọng nhất của thép mangan-cao là trong điều kiện va đập và ép đùn mạnh, lớp bề mặt nhanh chóng trải qua quá trình đông cứng, cho phép nó duy trì độ dẻo dai và độ dẻo tốt của vật liệu austenit trong lõi trong khi lớp cứng có khả năng chống mài mòn tuyệt vời. Tuy nhiên, khả năng chống mài mòn của thép-mangan cao chỉ thể hiện tính ưu việt của nó trong những điều kiện đủ để làm cứng vật liệu; trong các điều kiện khác, nó khá kém.
Thêm 2,5-3,5% mangan vào thép sẽ tạo ra thép-mangan thấp, rất giòn. Tuy nhiên, việc bổ sung hơn 13% mangan để tạo ra thép-mangan cao khiến nó vừa cứng vừa dai. Hơn nữa, thép mangan-cao không có từ tính và sẽ không bị nam châm hút.
Thép mangan cao-chịu mài mòn Mn17 điển hình được làm từ thép Mn13 có hàm lượng mangan cao hơn. Điều này cải thiện độ ổn định của austenite, ngăn chặn sự kết tủa cacbua và do đó tăng cường độ bền, độ dẻo, khả năng làm cứng và khả năng chống mài mòn của thép.
Quy trình tạo hình kim loại thép có hàm lượng mangan cao-
Thép đúc có hàm lượng mangan cao-chủ yếu tận dụngđúc cát, một công nghệ được áp dụng rộng rãi do tính trưởng thành và hiệu quả sản xuất cao. Tuy nhiên, các phương pháp đúc đặc biệt cũng được sử dụng. Đúc đặc biệt đề cập đến các phương pháp đúc khác biệt đáng kể so với đúc cát về vật liệu khuôn, phương pháp tạo khuôn-, phương pháp đổ kim loại nóng chảy và điều kiện đông đặc trong khuôn. Buổi casting đặc biệt bao gồm:đúc đầu tư, đúc khuôn kim loại, đúc áp suất, đúc-áp suất thấp, đúc áp suất ngược, đúc ép, đúc ly tâm, đúc bọt bị mất, đúc khuôn thạch cao, đúc chính xác bằng gốm, đúc liên tục, đúc chân không, đúc-hạt mịn và đúc điện từ.
Do độ co ngót khi đông đặc lớn và khả năng tản nhiệt kém của thép có hàm lượng mangan-cao nên tốc độ co ngót của vật đúc thường được đặt ở mức 2,5%–2,7% trong thiết kế quy trình, với giới hạn trên áp dụng cho vật đúc lớn hơn. Khả năng thu gọn tốt giữa cát đúc và lõi là điều cần thiết.
Thép mangan-cao là loại thép-chống mài mòn điển hình. Cấu trúc vi mô đúc-của nó là austenite với cacbua. Thép mangan Austenitic là vật liệu chính để đúc thép-chịu mài mòn và-chịu mài mòn. Tuy nhiên, thép hợp kim thấp-trong những điều kiện nhất định và được xử lý nhiệt thích hợp cũng có thể rất hiệu quả. Sau khi làm nguội bằng nước ở nhiệt độ khoảng 1000 độ, cấu trúc vi mô của vật đúc bằng thép có hàm lượng mangan cao{11}}biến đổi thành một austenite hoặc austenite duy nhất với một lượng nhỏ cacbua, nhờ đó cải thiện độ dẻo dai của vật đúc.
Gia công vật đúc thép mangan-cao
Do làm việc chăm chỉ,gia công cơ khínên tránh sử dụng thép đúc có hàm lượng mangan cao- càng nhiều càng tốt. Các lỗ và rãnh trên vật đúc nên được đúc vào càng nhiều càng tốt. Tuy nhiên, việc gia công thép mangan-cao không phải là hoàn toàn không thể thực hiện được. Đối với các nguyên công gia công có thể được hoàn thành trong một lần duy nhất, có thể thực hiện mài dao. Đối với việc gia công không thể tránh khỏi, nên tăng mức cho phép gia công trong quá trình thiết kế quy trình đúc để đảm bảo tốc độ tiến dao tránh được lớp gia công-được làm cứng.
Ứng dụng của thép mangan cao
Do những đặc tính nêu trên nên thép đúc có hàm lượng mangan cao chủ yếu được sử dụng trongthiết bị cơ khícần phải chịu được các điều kiện làm việc khắc nghiệt như va đập, đùn và mài mòn vật liệu. Ví dụ bao gồm: tấm gầm động cơ, ổ bi, gầu máy ủi và máy xúc, đường ray, cầu, lớp lót máy nghiền bi, búa máy nghiền búa, tấm hàm máy nghiền hàm, thành hàm máy nghiền hình nón, răng và tường gầu máy xúc, lối rẽ đường sắt, máy kéo, tấm thép chống đạn, tấm thép an toàn và tấm đường ray xe tăng-tất cả các vật đúc chống va đập{2}} và-chống mài mòn.
Đúc hợp kim mangan cao điển hình
| Các loại tương đương của thép đúc cacbon và thép đúc hợp kim | |||||||||
| KHÔNG. | Trung Quốc | Hoa Kỳ | nước Đức | Nga | Pháp | Vương quốc Anh | Nhật Bản | ||
| (Anh) | ASTM | Liên Hợp Quốc | DIN | W{0}}Nr. | (TOCT) | (NF) | (BS) | (JIS) | |
| 1 | ZG40Mn | - | - | GS-40Mn5 | 1.1168 | - | - | AW3 | SCMn3 |
| 2 | ZG40Cr | - | - | - | - | 40XЛ | - | - | - |
| 3 | ZG20SiMn | LCC | J02505 | GS-20Mn5 | 1.112 | 20TCЛ | FB-M | - | SCW480 |
| 4 | ZG35SiMn | - | - | GS-37MnSi5 | 1.5122 | 35CTЛ | - | - | SCSiMn2 |
| 5 | ZG35CrMo | - | J13048 | GS-34CrMo4 | 1.722 | 35XMЛ | - | - | SCCrM3 |
| 6 | ZG35CrMnSi | - | - | - | - | 35XTCЛ | - | - | SCMnCr3 |
| 7 | - | - | - | GS-30Mn5 | 1.1165 | 30TЛ | - | - | SCMn2 |
| 8 | - | - | - | GS-36Mn5 | 1.1167 | 35TЛ | - | - | SCMn3 |
| 9 | - | LC1 | J12522 | GS-22Mo4 | 1.5419 | - | FC1-M | 240 | SCPH11 |
| B1 | |||||||||
| 10 | - | WC11 | J11872 | GS-17CrMo55 | 1.7357 | - | - | - | SCPH21 |
| 11 | - | WC9 | J21890 | GS-12CrMo9 10 | 1.738 | - | - | 622 | SCPH32-CF |
| B3 | |||||||||
| 12 | - | C5,CP5 | J42045 | GS-12CrMo19 5 | 1.7363 | - | - | 625,B5 | SCPH61 |
| 13 | - | 9 | J21610 | GS-17CrMoV5 11 | 1.7706 | - | - | - | SCPH23 |
| 14 | - | B2N | J22501 | GS-24Ni8 | 1.5633 | - | FC2-M | - | SCPL21 |
| B2Q | J22500 | ||||||||
| 15 | - | B3N | J31500 | GS-10Ni14 | 1.5638 | - | FC3-M | BL2 | SCPL31 |
| CLA10 | |||||||||
| 16 | - | B4N | J41501 | GS-10Ni19 | 1.5681 | - | - | - | - |
| B4Q | |||||||||
| 17 | ZGMn13-1 | B-4 | J91149 | G-×120Mn13 | 1.3802 | T13Л | - | BW10 | - |
| 18 | ZGMn13-2 | B-3 | J91139 | G-×120Mn12 | 1.3401 | ||||
| 19 | - | B-2 | J91129 | - | - | ||||
| 20 | - | A | J91109 | - | - | ||||
| 21 | ZGMn13-3 | B-1 | J91119 | - | - | 100T13Л | - | - | SCMnH1 |
| 22 | ZGMn13-4 | SCMnH2 | |||||||
| 23 | - | SCMnH3 | |||||||
| 24 | 15 triệu | - | - | 14Mn4 | - | 15Г | XC12 | 080A17 | SB46 |
| 25 | 20 triệu | - | - | - | - | 20Г | XC18 | 080A20 | - |
| 26 | 30 triệu | - | - | - | - | 30Г | XC32 | 080A32 | S30C |
| 27 | 40 triệu | - | - | 40Mn4 | - | 40Г | 40M5 | 080A40 | S40C |
| 28 | 45 triệu | - | - | - | - | 45Г | 080A47 | S45C | |
| 29 | 50 triệu | - | - | - | - | 50Г | XC48 | 030A52 | S53C |
| 30 | - | - | - | - | - | - | 080M50 | - | |
| 31 | 20Mn2 | - | - | 20Mn5 | - | 20Г2 | - | 150M19 | SMn420 |
| 32 | 30Mn2 | - | - | 30Mn5 | - | 30Г2 | 32M5 | 150M28 | SMn433H |
| 33 | 35Mn2 | - | - | 36Mn5 | - | 35Г2 | 35M5 | 150M36 | SMn438(H) |
| 34 | 40Mn2 | - | - | - | 40Г2 | 40M5 | - | SMn443 | |
| 35 | 45Mn2 | - | - | 46 triệu7 | - | 45Г2 | - | - | SMn443 |
| 36 | 50Mn2 | - | - | - | 50Г2 | 55M5 | - | - | |
| 37 | 20MnV | - | - | 20MnV6 | - | - | - | - | - |
| 38 | 35SiMn | - | - | 37MnSi5 | - | 35CГ | - | En46 | - |
| 39 | 42SiMn | - | - | 46MnSi4 | - | 35CГ | - | En46 | - |
| 40 | 40B | - | - | - | - | - | - | - | |
| 41 | 45B | - | - | - | - | - | - | - | |
| 42 | 40 triệuB | - | - | - | - | - | - | - | |
| 43 | 45 triệuB | - | - | - | - | - | - | - | |
| 44 | 15Cr | - | - | 15Cr3 | - | 15X | 12C3 | 523M15 | SCr415(H) |
| 45 | 20Cr | - | - | 20Cr4 | - | 20X | 18C3 | 527A19 | SCr420H |
| 46 | 30Cr | - | - | 28Cr4 | - | 30X | 530A30 | SCr430 | |
| 47 | 35Cr | - | - | 34Cr4 | - | 35X | 32C4 | 530A36 | SCr430(H) |
| 48 | 40Cr | - | - | 41Cr4 | - | 40X | 42C4 | 520M40 | SCr440 |
| 49 | 45Cr | - | - | - | 45X | 45C4 | 534A99 | SCr445 | |
| 50 | 38CrSi | - | - | - | 38XC | - | - | ||
| 51 | 12CrMo | - | - | 13CrMo44 | - | 12XM | 12CD4 | 620C | - |
| 52 | 15CrMo | - | - | 16CrMo44 | - | 15XM | 12CD4 | 1653 | STC42 |
| 53 | - | - | - | - | - | - | - | STT42 | |
| 54 | - | - | - | - | - | - | - | STB42 | |
| 55 | 20CrMo | - | - | 20CrMo44 | - | 20XM | 18CD4 | CDS12 | thuế Ttt42 |
| 56 | - | - | - | - | - | - | CDS110 | STT42 | |
| 57 | - | - | - | - | - | - | - | STB42 | |
| 58 | 25CrMo | - | - | 25CrMo4 | - | - | 25CD4 | En20A | |
| 59 | 30CrMo | - | - | - | 30XM | 30CD4 | 1717COS110 | SCM420 | |
| 60 | 42CrMo | - | - | 42CrMo4 | - | 42CD4 | 708A42 | - | |
| 61 | - | - | - | - | 708M40 | - | |||
| 62 | 35CrMo | - | - | 34CrMo4 | - | 35XM | 35CD4 | 708A37 | SCM3 |
| 63 | 12CrMoV | - | - | - | 12XMΦ | - | - | - | |
| 64 | 12Cr1MoV | - | - | 13CrMoV42 | - | 12X1MΦ | - | - | - |
| 65 | 25Cr2Mo1VA | - | - | - | 25X2M1ΦA | - | - | - | |
| 66 | 20CrV | - | - | 22CrV4 | - | 20XΦ | - | - | - |
| 67 | 40CrV | - | - | 42CrV6 | - | 40XΦA | - | - | - |
| 68 | 50CrVA | - | - | 50CrV4 | - | 50XΦA | 50CV4 | 735A30 | SUP10 |
| 69 | 15CrMn | - | - | - | 15XГ,18XГ | - | - | - | |
| 70 | 20CrMn | - | - | - | 20XГCA | - | 527A60 | SUP9 | |
| 71 | 30CrMnSiA | - | - | - | 30XГCA | - | - | - | |
| 72 | 40CrNi | - | - | 40NiCr6 | - | 40XH | - | 640M40 | SNC236 |
| 73 | 20CrNi3A | - | - | 20NiCr14 | - | 20XH3A | 20NC11 | - | - |
| 74 | 30CrNi3A | - | - | 28NiCr10 | - | 30XH3A | - | 653M31 | SNC631H |
| 75 | - | - | - | - | - | - | - | SNC631 | |
| 76 | 20 triệu MoB | - | - | - | - | - | - | - | |
| 77 | 38CrMoAlA | - | - | 41CrAlMo07 | - | 38XMIOA | 40CAD6.12 | 905M39 | SACM645 |
| 78 | 40CrNiMoA | - | - | 40NiCrMo22 | - | 40XMA | - | 871M40 | SNCM439 |
| 79 | 60 | - | - | C60 | - | 60 | XC55 | 080A62 | S58C |
| 80 | 85 | - | - | - | 85 | - | 080A86 | SUP3 | |
| 81 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 82 | 65 triệu | - | - | - | 65Г | - | - | - | |
| 83 | 55Si2Mn | - | - | 55Si7 | - | 55C2Г | 55S6 | 250A53 | SUP6 |
| 84 | 60Si2MnA | - | - | 65Si7 | - | 60C2ГA | 61S7 | 250A61 | SUP7 |
| 85 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 86 | 50CrVA | - | - | 50CrV4 | - | 50XΦA | 50CV4 | 735A50 | SUP10 |
| 87 | GCr9 | - | - | 105Cr4 | - | ШX9 | 100C5 | - | SUJ1 |
| 88 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 89 | GCr9SiMn | - | - | - | - | - | - | SUJ3 | |
| 90 | GCr15 | - | - | 100Cr6 | - | ШX15 | 100C6 | 534A99 | SUJ2 |
| 91 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 92 | GCr15SiMn | - | - | 100CrMn6 | - | ШX15CГ | - | - | - |
| 93 | Y12 | - | - | - | - | A12 | - | - | TỔNG12 |
| 94 | Y15 | - | - | 10S20 | - | - | - | 220M07 | TỔNG22 |
| 95 | Y20 | - | - | 22S20 | - | A20 | 20F2 | - | TỔNG32 |
| 96 | Y30 | - | - | 35S20 | - | A30 | - | - | TỔNG42 |
| 97 | Y40 triệu | - | - | 40S20 | - | A40Г | 45MF2 | 225M36 | - |
| 98 | ZGMn13 | - | - | X120Mn12 | - | 116Г13Ю | Z120M12 | - | SCMnH11 |