Brecherteilehersteller und Lösungsdienstleister seit 1985.
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Der Einfluss der chemischen Zusammensetzung auf die Mikrostruktur und Leistung von Stahl mit hohem Mangangehalt.
Die chemische Zusammensetzung von Stahl mit hohem Mangangehalt beeinflusst seine Mikrostruktur und seine mechanischen Eigenschaften, wenn sie unterschiedlich ist. Im Folgenden werden wir speziell auf die Grundzusammensetzung und den Einfluss bestimmter Legierungselemente auf die Mikrostruktur und Leistung von Hochmanganstahl eingehen.
1. Einfluss der Grundzusammensetzung auf die Mikrostruktur und Leistung von Stahl mit hohem Mangangehalt.
1.1 Kohlenstoff
1.2 Mangan
1.3 Silizium
1.4 Schwefel
1,5 Phosphor
1.1 Kohlenstoff
Kohlenstoff ist eines der Hauptelemente, aus denen Stahl mit hohem Mangangehalt besteht. Kohlenstoff kann Austenit in der Legierung stabilisieren. Bei schneller Abkühlung kann Kohlenstoff Austenit bei Raumtemperatur als einphasige Struktur aufrechterhalten. Durch die Erhöhung des Kohlenstoffgehalts wird die Festlösungsverfestigungswirkung von Kohlenstoff verstärkt, wodurch die Härte, Festigkeit und Verschleißfestigkeit von Stahl mit hohem Mangangehalt verbessert wird. Wenn der Kohlenstoffgehalt weiter ansteigt, nimmt die Menge an Karbiden in der Gussstruktur von Stahl mit hohem Mangangehalt zu, und die meisten Karbide können in Austenit gelöst werden. Aufgrund des Unterschieds im Molvolumen zwischen Karbiden und Austenit kommt es jedoch zu sehr kleinen Hohlraumdefekten im mischkristallbehandelten Stahl mit hohem Mangangehalt, was zu einer Abnahme der Dichte führt und einen gewissen Einfluss auf die Leistung des Stahls mit hohem Mangangehalt hat . Wenn Wasser gehärtet wird, sind die verbleibenden Karbide im Austenit von Stahl mit hohem Mangangehalt größer, und diese Karbide können sich entlang der Korngrenzen verteilen, was die Zähigkeit von Stahl mit hohem Mangangehalt erheblich verringert.
1.2 Mangan
Mangan ist der Hauptbestandteil von Stahl mit hohem Mangangehalt. Es hat einen erheblichen Einfluss auf die Erweiterung des γ-Phasenbereichs, die Stabilität der Austenitstruktur und die Reduzierung des Ms-Punkts. Mangan kann die Austenitstruktur von Stahl mit hohem Mangangehalt bei Raumtemperatur stabil halten. Mangan ist nicht nur im Austenit gelöst, sondern liegt auch in Karbiden vom Typ (Mn, Fe)C vor. Wenn der Mangangehalt zunimmt, werden die Festigkeit und Schlagzähigkeit von Stahl mit hohem Mangangehalt verbessert, da Mangan die Wirkung hat, die interkristalline Bindungskraft zu erhöhen. Wenn der Mangangehalt zu hoch ist, führt dies zu einer Abnahme der Wärmeleitfähigkeit des Stahls und zum Auftreten einer transgranularen Struktur, was die mechanischen und mechanischen Eigenschaften von Stahl mit hohem Mangangehalt usw. stark beeinträchtigt. Um ideale mechanische Eigenschaften zu erhalten, ist der Kohlenstoffgehalt erforderlich Liegt der Mangangehalt im Bereich von 0,9 % bis 1,5 %, kontrollieren wir den Mangangehalt normalerweise im Bereich von 11 % bis 14 %. Der Mangangehalt wird hauptsächlich durch die Gussstruktur und die Arbeitsbedingungen des Gussstücks bestimmt. Bei großen Querschnitten und komplexen Strukturen sollte der Mangangehalt relativ höher sein, und wenn der Guss für intensive Stöße verwendet wird, sollte der Mangangehalt ebenfalls höher sein.
1.3 Silizium
Silizium wird üblicherweise als Desoxidationsmittel eingesetzt und hat die Wirkung, die feste Lösung zu stärken und die Streckgrenze zu erhöhen. Es schließt jedoch den γ-Phasenbereich und fördert die Graphitisierung. Wenn der Siliziumgehalt 0,6 % übersteigt, führt dies zur Bildung grober Körner in Stahl mit hohem Mangangehalt und verringert die Löslichkeit von Kohlenstoff im Austenit, was die Ausscheidung von Karbiden an den Korngrenzen fördert. Dies verringert nicht nur die Verschleißfestigkeit und Zähigkeit des Stahls, sondern erhöht auch die Neigung zur thermischen Rissbildung. Daher kontrollieren wir den Siliziumgehalt normalerweise im Bereich von 0,3 % bis 0,6 %. In bestimmten Sonderfällen, beispielsweise wenn eine gute Fließfähigkeit der Stahlschmelze erforderlich ist, sollten wir jedoch den Siliziumgehalt erhöhen, um den Zustand der Korngrenzen zu verbessern.
1.4 Schwefel
In Stählen mit hohem Mangangehalt entsteht aufgrund des Vorhandenseins von Schwefel mit Mangan Mangansulfid, und Mangansulfid kann in die Schlacke gelangen. Wenn der Schwefelgehalt in der Produktion weniger als 0,02 % beträgt, können die Standardanforderungen vollständig erfüllt werden.
1,5 Phosphor
Phosphor hat eine sehr geringe Löslichkeit in Austenit und bildet normalerweise mit Eisen und Mangan eutektische Phosphide, die sich an den Korngrenzen ausscheiden. Phosphor und die Bildung von Phosphiden verursachen leicht thermische Risse in Gussteilen, verringern die mechanischen Eigenschaften von Gussteilen und beeinträchtigen die Verschleißfestigkeit. In schweren Fällen kann es während der Arbeit zu Brüchen kommen. Wird beispielsweise Hochmanganstahl mit einem Phosphorgehalt von 0,12 % zur Herstellung der Auskleidungsplatte eines Kegelbrechers verwendet, ist dessen Lebensdauer oft nur halb so hoch wie die von Hochmanganstahl mit einem Phosphorgehalt von 0,038 %. Darüber hinaus fördert Phosphor die Entmischung von Mangan und Kohlenstoffelementen, sodass der Phosphorgehalt minimiert werden sollte. Normalerweise kontrollieren wir den Phosphorgehalt im Bereich von ≤ 0,07 % bis 0,09 %, und für einige wichtige Teile sollte er innerhalb von P kontrolliert werden< 0,06 %.
2. Einfluss von Legierungselementen auf die Mikrostruktur und Leistung von Stahl mit hohem Mangangehalt
2.1 Chrom
2.2 Molybdän
2.1 Chrom
Chrom wird derzeit häufiger in Stählen mit hohem Mangangehalt verwendet. Nach dem Härten mit Wasser löst sich der größte Teil des Chroms im Austenit des Stahls mit hohem Mangangehalt auf, wodurch die Stabilität des Stahls mit hohem Mangangehalt verbessert und die Ausscheidung von Karbiden beim Abkühlen beschleunigt wird. Nach der festen Lösung kann Chrom die Streckgrenze des Stahls verbessern und die Dehnung und Schlagzähigkeit des Stahls verringern. Wenn der Chromgehalt während des Gießens erhöht wird, beschleunigt sich auch die Ausscheidung von Karbiden, und in der Regel kommt es zu einer kontinuierlichen Netzwerkverteilung an den Korngrenzen. Beim erneuten Erhitzen ist es für Chrom relativ schwierig, sich in Austenit aufzulösen, sodass es nicht einfach ist, einen einphasigen Austenit zu erhalten. In diesem Fall sollte die Erwärmungstemperatur des Wasserhärtens um 30 bis 50 °C erhöht werden, basierend auf Standardstahl mit hohem Mangangehalt. Hochmanganstahl mit zugesetztem Chrom weist eine verbesserte Verschleißfestigkeit bei starkem Stoßverschleiß auf und kann daher zum Auskleiden von Wänden, Hammerköpfen, Schaufelzähnen usw. verwendet werden. Allerdings verbessert er die Verschleißfestigkeit bei nicht starkem Stoßabrieb nicht wesentlich tragen.
2.2 Molybdän
Molybdän ist international weit verbreitet und wurde nach und nach auch in China eingeführt. Molybdän hat eine starke Bindung mit Eisen und die Größe und Diffusionsrate der Aluminiumatome ist gering. Wenn es in gegossenem Hochmanganstahl mit Molybdänzusatz erstarrt, wird die Ausfällung von Karbiden reduziert und die netzwerkartige Verteilung an den Korngrenzen tritt nicht mehr auf. Molybdän kann außerdem die Ausfällungsgeschwindigkeit von nadelförmigen Karbiden in Stahl verlangsamen und deren Ausscheidungstemperatur senken. All dies trägt zur Verbesserung der Plastizität und Festigkeit von Hochmanganstahl im Gusszustand bei und kann die durch die Zugabe von Chrom verursachten Mängel wirksam ausgleichen. Daher ist es sehr vorteilhaft, Molybdän zu Stahl mit hohem Mangangehalt und zugesetztem Chrom hinzuzufügen.
Nach dem Vorhärten mit Wasser geht Molybdän eine feste Lösung im Austenit ein, wodurch die Zersetzung des Austenits verzögert wird. Außerdem kann es durch Ausscheidungsverfestigung ausgeschieden werden, um die Ausscheidung dispergierter Karbide im Austenit zu fördern und dadurch die Verschleißfestigkeit von Stahl mit hohem Mangangehalt zu verbessern.
Abschluss
Abschließend stellen wir den Einfluss mehrerer anderer Legierungselemente auf die Mikrostruktur und Leistung von Hochmanganstahl vor. Erstens Vanadium, das die Mikrostruktur von Stahl mit hohem Mangangehalt verfeinert und so die Streckgrenze, ursprüngliche Härte und Verschleißfestigkeit des Stahls verbessert. An zweiter Stelle steht Titan, das säulenförmige Kristalle in Stählen mit hohem Mangangehalt beseitigen kann und sich positiv auf die Verbesserung der Verschleißfestigkeit und der mechanischen Eigenschaften des Stahls auswirkt. Schließlich haben Seltenerdelemente die Funktion, geschmolzenen Stahl zu reinigen, die Menge und Größe von Einschlüssen zu reduzieren, die Gussstruktur zu verfeinern, säulenförmige Kristalle zu reduzieren, die Fließfähigkeit von geschmolzenem Stahl zu verbessern und die Neigung zu Kaltrissen und thermischen Rissen des Stahls zu verringern. Verbesserung der Kaltverfestigungskapazität des Stahls und Verbesserung der Prozessleistung von Stahl mit hohem Mangangehalt.
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