Høyt-manganstål, også kjent som manganlegert stål, refererer til legert stål med et manganinnhold på 10 % eller mer. Etter passende varmebehandling, høy-manganstål blir et høy-slitasjebestandig-materiale.
Kjennetegn på høy-manganstål
Den viktigste egenskapen til høy-manganstål er at under sterke slag- og ekstruderingsforhold gjennomgår overflatelaget raskt arbeidsherding, slik at det opprettholder den gode seigheten og plastisiteten til austenittisk materiale i kjernen, mens det herdede laget har utmerket slitestyrke. Imidlertid viser slitestyrken til høy-manganstål bare sin overlegenhet under forhold som er tilstrekkelige for arbeidsherding; under andre forhold er det ganske dårlig.
Tilsetning av 2,5-3,5 % mangan til stål resulterer i lavt-manganstål, som er veldig sprøtt. Men å tilsette mer enn 13 % mangan for å lage høy-manganstål gjør det både hardt og tøft. Videre er høy-manganstål ikke-magnetisk og vil ikke bli tiltrukket av magneter.
Typisk Mn17--slitasjebestandig høy-manganstål er basert på Mn13-stål med økt manganinnhold. Dette forbedrer austenittstabiliteten, forhindrer karbidutfelling og forbedrer dermed stålets styrke, plastisitet, arbeidsherdeevne og slitestyrke.
Høye-metallformingsprosesser i manganstål
Støpegods av høy-manganstål bruker for det meste sandstøping, en teknologi som er mye brukt på grunn av sin modenhet og høye produksjonseffektivitet. Det brukes imidlertid også spesielle støpemetoder. Spesiell støping refererer til støpemetoder som skiller seg vesentlig fra sandstøping når det gjelder formmaterialer, form-fremstillingsmetoder, fyllingsmetoder for smeltet metall og størkningsforhold i formen. Spesialstøping inkluderer: investeringsstøping, metallstøping, trykkstøping, lav-trykkstøping, omvendt trykkstøping, klemstøping, sentrifugalstøping, tapt skumstøping, gipsstøping, keramisk presisjonsstøping, kontinuerlig støping, vakuumstøping, elektro-magnetisk støping og magnetisk støping.
På grunn av den store størkningskrympingen og dårlig varmespredning av høy-manganstål, er støpekrympingshastigheten typisk satt til 2,5–2,7 % i prosessdesign, med den øvre grensen brukt på større støpegods. God sammenleggbarhet mellom formsand og kjerne er avgjørende.
Høyt-manganstål er et typisk-slitasjebestandig stål. Dens-støpte mikrostruktur er austenitt med karbider. Austenittisk manganstål er det primære materialet for støping av slitebestandig-og slitebestandig-stål. Men lav-legert stål, under visse forhold og med passende varmebehandling, kan også være svært effektive. Etter bråkjøling med vann ved rundt 1000 grader forvandles mikrostrukturen til støpegods i høy{11}}manganstål til en enkelt austenitt eller austenitt med en liten mengde karbider, og forbedrer dermed seigheten til støpegodset.
Maskinering av høy-manganstålstøpegods
På grunn av arbeidsherding, mekanisk bearbeiding av støpegods av høy-manganstål bør unngås så mye som mulig. Hull og slisser i støpen bør støpes inn så mye som mulig. Maskinering av høy-manganstål er imidlertid ikke helt umulig. For maskineringsoperasjoner som kan utføres i en enkelt omgang, kan verktøybearbeiding utføres. For uunngåelig maskinering, bør maskineringstillegget økes under støpeprosessens design for å sikre at matehastigheten unngår det arbeids-herdede laget.
Bruk av høy manganstål
På grunn av de nevnte egenskapene brukes støpegods med høyt manganstål hovedsakelig i mekanisk utstyr som må tåle tøffe arbeidsforhold som slag, ekstrudering og slitasje på materialer. Eksempler inkluderer: motorunderlagsplater, kulelager, bulldoser- og gravemaskinskuffer, jernbaneskinner, broer, kulemølleforinger, hammerknuserhammere, kjeveknuserkjeveplater, kjevevegger til kjegleknuser, tenner og vegger til gravemaskiner, sporvekseler, traktorer, stålplater, skuddsikre stålplater,{} støt- og slitasjebestandig-støpegods.
Typiske støpegods av høy manganlegering
| Tilsvarende kvaliteter av karbonstøpt stål og legert støpt stål | |||||||||
| Ingen. | Kina | USA | Tyskland | Russland | Frankrike | Storbritannia | Japan | ||
| (GB) | ASTM | UNS | DIN | W-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 Mn | - | - | 14Mn4 | - | 15Г | XC12 | 080A17 | SB46 |
| 25 | 20 Mn | - | - | - | - | 20Г | XC18 | 080A20 | - |
| 26 | 30 Mn | - | - | - | - | 30Г | XC32 | 080A32 | S30C |
| 27 | 40 Mn | - | - | 40Mn4 | - | 40Г | 40M5 | 080A40 | S40C |
| 28 | 45 Mn | - | - | - | - | 45Г | 080A47 | S45C | |
| 29 | 50 Mn | - | - | - | - | 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 | - | - | 46Mn7 | - | 45Г2 | - | - | SMn443 |
| 36 | 50Mn2 | - | - | - | 50Г2 | 55M5 | - | - | |
| 37 | 20MnV | - | - | 20MnV6 | - | - | - | - | - |
| 38 | 35 SiMn | - | - | 37MnSi5 | - | 35CГ | - | En46 | - |
| 39 | 42SiMn | - | - | 46MnSi4 | - | 35CГ | - | En46 | - |
| 40 | 40B | - | - | - | - | - | - | - | |
| 41 | 45B | - | - | - | - | - | - | - | |
| 42 | 40MnB | - | - | - | - | - | - | - | |
| 43 | 45MnB | - | - | - | - | - | - | - | |
| 44 | 15 Cr | - | - | 15Cr3 | - | 15X | 12C3 | 523M15 | SCr415(H) |
| 45 | 20 Cr | - | - | 20Cr4 | - | 20X | 18C3 | 527A19 | SCr420H |
| 46 | 30 Cr | - | - | 28Cr4 | - | 30X | 530A30 | SCr430 | |
| 47 | 35 Cr | - | - | 34Cr4 | - | 35X | 32C4 | 530A36 | SCr430(H) |
| 48 | 40 Cr | - | - | 41Cr4 | - | 40X | 42C4 | 520M40 | SCr440 |
| 49 | 45 Cr | - | - | - | 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 | SCT42 |
| 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 | 40 CrV | - | - | 42CrV6 | - | 40XΦA | - | - | - |
| 68 | 50 CrVA | - | - | 50CrV4 | - | 50XΦA | 50CV4 | 735A30 | SUP10 |
| 69 | 15 CrMn | - | - | - | 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 | 20MnMoB | - | - | - | - | - | - | - | |
| 77 | 38CrMoAlA | - | - | 41CrAlMo07 | - | 38XMIOA | 40CAD6,12 | 905M39 | SACM645 |
| 78 | 40CrNiMoA | - | - | 40NiCrMo22 | - | 40XHMA | - | 871M40 | SNCM439 |
| 79 | 60 | - | - | C60 | - | 60 | XC55 | 080A62 | S58C |
| 80 | 85 | - | - | - | 85 | - | 080A86 | SUP3 | |
| 81 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 82 | 65 Mn | - | - | - | 65Г | - | - | - | |
| 83 | 55Si2Mn | - | - | 55Si7 | - | 55C2Г | 55S6 | 250A53 | SUP6 |
| 84 | 60Si2MnA | - | - | 65Si7 | - | 60C2ГA | 61S7 | 250A61 | SUP7 |
| 85 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 86 | 50 CrVA | - | - | 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 | - | - | SUM12 |
| 94 | Y15 | - | - | 10S20 | - | - | - | 220M07 | SUM22 |
| 95 | Y20 | - | - | 22S20 | - | A20 | 20F2 | - | SUM32 |
| 96 | Y30 | - | - | 35S20 | - | A30 | - | - | SUM42 |
| 97 | Y40Mn | - | - | 40S20 | - | A40Г | 45MF2 | 225M36 | - |
| 98 | ZGMn13 | - | - | X120Mn12 | - | 116Г13Ю | Z120M12 | - | SCMnH11 |