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Fabricant de pièces de concasseur et fournisseur de services de solutions depuis 1985.
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L'influence de la composition chimique sur la microstructure et les performances de l'acier à haute teneur en manganèse.
La composition chimique de l'acier à haute teneur en manganèse affecte sa microstructure et ses propriétés mécaniques lorsqu'elle est différente. Dans ce qui suit, nous présenterons spécifiquement la composition de base et l'influence de certains éléments d'alliage sur la microstructure et les performances de l'acier à haute teneur en manganèse.
1. Influence de la composition de base sur la microstructure et les performances de l'acier à haute teneur en manganèse.
1.1 Carbone
1.2 Manganèse
1.3 Silicium
1.4 Soufre
1.5 Phosphore
1.1 Carbone
Le carbone est l'un des principaux éléments constituant l'acier à haute teneur en manganèse. Le carbone peut stabiliser l'austénite dans l'alliage. Lorsqu'il est rapidement refroidi, le carbone peut maintenir l'austénite sous forme de structure monophasée à température ambiante. L'augmentation de la teneur en carbone améliore l'effet de renforcement de la solution solide du carbone, améliorant ainsi la dureté, la résistance et la résistance à l'usure de l'acier à haute teneur en manganèse. Si la teneur en carbone continue d'augmenter, la quantité de carbures dans la structure coulée de l'acier à haute teneur en manganèse augmentera et la plupart des carbures pourront être dissous en austénite. Cependant, en raison de la différence de volume molaire entre les carbures et l'austénite, il y aura de très petits défauts vides dans l'acier à haute teneur en manganèse traité en solution solide, ce qui entraînera une diminution de la densité et aura un certain impact sur les performances de l'acier à haute teneur en manganèse. . Si l'eau est trempée, les carbures restants dans l'austénite de l'acier à haute teneur en manganèse seront plus nombreux, et ces carbures peuvent se répartir le long des joints de grains, réduisant considérablement la ténacité de l'acier à haute teneur en manganèse.
1.2 Manganèse
Le manganèse est le composant principal de l'acier à haute teneur en manganèse. Cela a un impact significatif sur l’expansion de la gamme de phases γ, la stabilité de la structure austénitique et la réduction du point Ms. Le manganèse peut maintenir la structure austénitique de l'acier à haute teneur en manganèse stable à température ambiante. En plus d'être dissous dans l'austénite, le manganèse existe également dans les carbures de type (Mn, Fe)C. Si la teneur en manganèse augmente, la résistance et la résistance aux chocs de l'acier à haute teneur en manganèse seront améliorées car le manganèse a pour effet d'augmenter la force de liaison intergranulaire. Si la teneur en manganèse est trop élevée, cela entraînera une diminution de la conductivité thermique de l'acier et l'apparition d'une structure transgranulaire, affectant gravement les propriétés mécaniques et mécaniques de l'acier à haute teneur en manganèse, etc. Pour obtenir des propriétés mécaniques idéales, lorsque la teneur en carbone est comprise entre 0,9 % et 1,5 %, nous contrôlons généralement la teneur en manganèse entre 11 % et 14 %. La teneur en manganèse est principalement déterminée par la structure de la pièce moulée et les conditions de travail de celle-ci. Pour les grandes sections et les structures complexes, la teneur en manganèse doit être relativement plus élevée, et si la pièce moulée est utilisée pour un impact intense, la teneur en manganèse doit également être plus élevée.
1.3 Silicium
Le silicium est généralement introduit comme désoxydant et a pour effet de renforcer la solution solide et d'augmenter la limite d'élasticité. Cependant, il ferme la gamme des phases γ et favorise la graphitisation. Lorsque la teneur en silicium dépasse 0,6%, cela entraînera la production de gros grains dans les aciers à haute teneur en manganèse et réduira la solubilité du carbone dans l'austénite, ce qui favorisera la précipitation des carbures dans les joints de grains. Cela réduit non seulement la résistance à l’usure et la ténacité de l’acier, mais augmente également la tendance à la fissuration thermique. Par conséquent, nous contrôlons généralement la teneur en silicium dans la plage de 0,3 % à 0,6 %. Cependant, dans certains cas particuliers, comme par exemple lorsqu'une bonne coulabilité de l'acier fondu est requise, il convient d'augmenter la teneur en silicium pour améliorer l'état des joints de grains.
1.4 Soufre
Dans l'acier à haute teneur en manganèse, en raison de la présence de soufre avec le manganèse, du sulfure de manganèse se forme et le sulfure de manganèse peut pénétrer dans les scories. En production, si la teneur en soufre est inférieure à 0,02 %, elle peut pleinement répondre aux exigences de la norme.
1.5 Phosphore
Le phosphore a une très faible solubilité dans l'austénite et forme généralement des phosphures eutectiques avec le fer et le manganèse, qui précipitent dans les joints de grains. Le phosphore et la formation de phosphures provoquent facilement des fissures thermiques des pièces moulées, réduisent les propriétés mécaniques des pièces moulées et endommagent la résistance à l'usure. Dans les cas graves, des fractures peuvent survenir pendant le travail. Par exemple, si un acier à haute teneur en manganèse avec une teneur en phosphore de 0,12 % est utilisé pour fabriquer la plaque de revêtement d'un concasseur à cône, sa durée de vie n'est souvent que la moitié de celle de l'acier à haute teneur en manganèse avec une teneur en phosphore de 0,038 %. De plus, le phosphore favorise la ségrégation des éléments manganèse et carbone, la teneur en phosphore doit donc être minimisée. Nous contrôlons généralement la teneur en phosphore dans la plage de ≤0,07 % à 0,09 %, et pour certaines parties importantes, elle doit être contrôlée dans P< 0,06%.
2. Influence des éléments d'alliage sur la microstructure et les performances de l'acier à haute teneur en manganèse
2.1 Chrome
2.2 Molybdène
2.1 Chrome
Le chrome est actuellement davantage utilisé dans les aciers à haute teneur en manganèse. Après la trempe à l'eau, la majeure partie du chrome se dissoudra dans l'austénite de l'acier à haute teneur en manganèse, améliorant ainsi la stabilité de l'acier à haute teneur en manganèse et accélérant la précipitation des carbures pendant le refroidissement. Après solution solide, le chrome peut améliorer la limite d'élasticité de l'acier, réduire l'allongement et la résistance aux chocs de l'acier. Si le chrome augmente pendant la coulée, la précipitation des carbures s'accélèrera également et, généralement, une distribution continue du réseau se produira aux joints de grains. Lors du réchauffage, il est relativement difficile pour le chrome de se dissoudre dans l'austénite, il n'est donc pas facile d'obtenir une austénite monophasée. Dans ce cas, la température de chauffage de la trempe à l'eau doit être augmentée de 30 ℃ à 50 °C sur la base d'un acier standard à haute teneur en manganèse. L'acier à haute teneur en manganèse additionné de chrome a amélioré la résistance à l'usure face à une forte usure par impact, il peut donc être utilisé pour le revêtement des murs, des têtes de marteau, des dents de seau, etc. Cependant, il n'améliore pas de manière significative la résistance à l'usure face à un abrasif à impact non fort. porter.
2.2 Molybdène
Le molybdène est largement utilisé à l’échelle internationale et a été progressivement adopté en Chine. Le molybdène a une forte liaison avec le fer, et la taille et le taux de diffusion des atomes d'aluminium sont faibles. Lorsqu'il est solidifié dans de l'acier moulé à haute teneur en manganèse additionné de molybdène, la précipitation des carbures sera réduite et la répartition en forme de réseau aux joints de grains n'apparaîtra plus. Le molybdène peut également ralentir le taux de précipitation des carbures en forme d'aiguilles dans l'acier et abaisser leur température de précipitation. Tous ces éléments sont bénéfiques pour améliorer la plasticité et la résistance de l’acier à haute teneur en manganèse à l’état coulé et peuvent compenser efficacement les défauts causés par l’ajout de chrome. Par conséquent, il est très avantageux d’ajouter du molybdène à l’acier à haute teneur en manganèse additionné de chrome.
Après trempe à l'eau, le molybdène se solidifie dans l'austénite, retardant la décomposition de l'austénite, et peut également être précipité par renforcement par précipitation pour favoriser la précipitation des carbures dispersés dans l'austénite, améliorant ainsi la résistance à l'usure de l'acier à haute teneur en manganèse.
Conclusion
Enfin, nous introduisons l'influence de plusieurs autres éléments d'alliage sur la microstructure et les performances de l'acier à haute teneur en manganèse. Le premier est le vanadium, qui a pour effet d'affiner la microstructure de l'acier à haute teneur en manganèse, améliorant ainsi la limite d'élasticité, la dureté d'origine et la résistance à l'usure de l'acier. Le deuxième est le titane, qui peut éliminer les cristaux colonnaires dans l'acier à haute teneur en manganèse et a un bon effet sur l'amélioration de la résistance à l'usure et des propriétés mécaniques de l'acier. Enfin, les éléments de terres rares ont pour fonction de purifier l'acier en fusion, de réduire la quantité et la taille des inclusions, d'affiner la structure coulée, de réduire les cristaux colonnaires, d'améliorer la fluidité de l'acier en fusion, de réduire la tendance à la fissuration à froid et à la fissuration thermique de l'acier, améliorer la capacité d'écrouissage de l'acier et améliorer les performances du processus de l'acier à haute teneur en manganèse.
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