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इसकी सूक्ष्म संरचना और प्रदर्शन पर उच्च मैंगनीज स्टील की रासायनिक संरचना के प्रभाव पर विश्लेषण

जुलाई 29, 2023

उच्च मैंगनीज स्टील की सूक्ष्म संरचना और प्रदर्शन पर रासायनिक संरचना का प्रभाव।


उच्च मैंगनीज स्टील की रासायनिक संरचना भिन्न होने पर इसकी सूक्ष्म संरचना और यांत्रिक गुणों को प्रभावित करती है। निम्नलिखित में, हम विशेष रूप से उच्च मैंगनीज स्टील की सूक्ष्म संरचना और प्रदर्शन पर मूल संरचना और कुछ मिश्र धातु तत्वों के प्रभाव का परिचय देंगे।

 

1. उच्च मैंगनीज स्टील की सूक्ष्म संरचना और प्रदर्शन पर मूल संरचना का प्रभाव।

1.1 कार्बन

1.2 मैंगनीज

1.3 सिलिकॉन

1.4 सल्फर

1.5 फास्फोरस

 

1.1 कार्बन

कार्बन उच्च मैंगनीज स्टील बनाने वाले मुख्य तत्वों में से एक है। कार्बन मिश्रधातु में ऑस्टेनाइट को स्थिर कर सकता है। तेजी से ठंडा होने पर, कार्बन कमरे के तापमान पर एकल-चरण संरचना के रूप में ऑस्टेनाइट को बनाए रख सकता है। कार्बन सामग्री बढ़ने से कार्बन के ठोस समाधान को मजबूत करने वाला प्रभाव बढ़ जाता है, जिससे उच्च मैंगनीज स्टील की कठोरता, ताकत और पहनने के प्रतिरोध में सुधार होता है। यदि कार्बन सामग्री बढ़ती रहती है, तो उच्च मैंगनीज स्टील की कास्ट संरचना में कार्बाइड की मात्रा बढ़ जाएगी, और अधिकांश कार्बाइड ऑस्टेनाइट में घुल सकते हैं। हालाँकि, कार्बाइड और ऑस्टेनाइट के बीच दाढ़ की मात्रा में अंतर के कारण, ठोस-समाधान से उपचारित उच्च मैंगनीज स्टील में बहुत छोटे शून्य दोष होंगे, जिससे घनत्व में कमी आती है और उच्च मैंगनीज स्टील के प्रदर्शन पर एक निश्चित प्रभाव पड़ता है। . यदि पानी सख्त हो जाता है, तो उच्च मैंगनीज स्टील के ऑस्टेनाइट में शेष कार्बाइड अधिक होंगे, और ये कार्बाइड अनाज की सीमाओं के साथ वितरित हो सकते हैं, जिससे उच्च मैंगनीज स्टील की कठोरता काफी कम हो जाएगी।

 

1.2 मैंगनीज

मैंगनीज उच्च मैंगनीज स्टील का मुख्य घटक है। इसका γ चरण सीमा के विस्तार, ऑस्टेनाइट संरचना की स्थिरता और एमएस बिंदु की कमी पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। मैंगनीज उच्च मैंगनीज स्टील की ऑस्टेनाइट संरचना को कमरे के तापमान पर स्थिर रख सकता है। ऑस्टेनाइट में घुलने के अलावा, मैंगनीज (Mn, Fe)C प्रकार के कार्बाइड में भी मौजूद होता है। यदि मैंगनीज सामग्री बढ़ती है, तो उच्च मैंगनीज स्टील की ताकत और प्रभाव कठोरता में सुधार होगा क्योंकि मैंगनीज में अंतर-बंधन बल को बढ़ाने का प्रभाव होता है। यदि मैंगनीज सामग्री बहुत अधिक है, तो यह स्टील की तापीय चालकता में कमी और ट्रांसग्रेनुलर संरचना की घटना का कारण बनेगी, उच्च मैंगनीज स्टील के यांत्रिक और यांत्रिक गुणों को गंभीर रूप से प्रभावित करेगी, आदि। आदर्श यांत्रिक गुण प्राप्त करने के लिए, जब कार्बन सामग्री 0.9% से 1.5% की सीमा में है, हम आम तौर पर 11% से 14% की सीमा के भीतर मैंगनीज सामग्री को नियंत्रित करते हैं। मैंगनीज सामग्री ज्यादातर कास्टिंग संरचना और कास्टिंग की कार्य स्थितियों से निर्धारित होती है। बड़े वर्गों और जटिल संरचनाओं के लिए, मैंगनीज सामग्री अपेक्षाकृत अधिक होनी चाहिए, और यदि कास्टिंग का उपयोग तीव्र प्रभाव के लिए किया जाता है, तो मैंगनीज सामग्री भी अधिक होनी चाहिए।

 

1.3 सिलिकॉन

सिलिकॉन को आमतौर पर डीऑक्सीडाइज़र के रूप में पेश किया जाता है, और इसमें ठोस समाधान को मजबूत करने और उपज शक्ति बढ़ाने का प्रभाव होता है। हालाँकि, यह γ चरण सीमा को बंद कर देता है और ग्राफ़िटाइजेशन को बढ़ावा देता है। जब सिलिकॉन सामग्री 0.6% से अधिक हो जाती है, तो इससे उच्च मैंगनीज स्टील में मोटे अनाज का उत्पादन होगा और ऑस्टेनाइट में कार्बन की घुलनशीलता कम हो जाएगी, जो अनाज की सीमाओं में कार्बाइड की वर्षा को बढ़ावा देती है। इससे न केवल स्टील के पहनने के प्रतिरोध और कठोरता में कमी आती है बल्कि थर्मल क्रैकिंग की प्रवृत्ति भी बढ़ जाती है। इसलिए, हम आमतौर पर सिलिकॉन सामग्री को 0.3% से 0.6% की सीमा के भीतर नियंत्रित करते हैं। हालाँकि, कुछ विशेष मामलों में, जैसे कि जब पिघले हुए स्टील की अच्छी प्रवाह क्षमता की आवश्यकता होती है, तो हमें अनाज की सीमाओं की स्थिति में सुधार करने के लिए सिलिकॉन सामग्री को बढ़ाना चाहिए।

 

1.4 सल्फर

उच्च मैंगनीज स्टील में, मैंगनीज के साथ सल्फर की उपस्थिति के कारण, मैंगनीज सल्फाइड बनता है, और मैंगनीज सल्फाइड स्लैग में प्रवेश कर सकता है। उत्पादन में, यदि सल्फर 0.02% से कम है, तो यह मानक आवश्यकताओं को पूरी तरह से पूरा कर सकता है।

 

1.5 फास्फोरस

फॉस्फोरस की ऑस्टेनाइट में बहुत कम घुलनशीलता होती है और आमतौर पर लोहे और मैंगनीज के साथ यूटेक्टिक फॉस्फाइड बनाता है, जो अनाज की सीमाओं में जमा हो जाते हैं। फॉस्फोरस और फॉस्फाइड का निर्माण आसानी से कास्टिंग के थर्मल क्रैकिंग का कारण बनता है, कास्टिंग के यांत्रिक गुणों को कम करता है, और पहनने के प्रतिरोध को नुकसान पहुंचाता है। गंभीर मामलों में, काम के दौरान फ्रैक्चर हो सकता है। उदाहरण के लिए, यदि 0.12% फॉस्फोरस सामग्री के साथ उच्च मैंगनीज स्टील का उपयोग शंकु कोल्हू की अस्तर प्लेट बनाने के लिए किया जाता है, तो इसकी सेवा जीवन अक्सर 0.038% फॉस्फोरस सामग्री के साथ उच्च मैंगनीज स्टील का केवल आधा होता है। इसके अलावा, फास्फोरस मैंगनीज और कार्बन तत्वों के पृथक्करण को बढ़ावा देता है, इसलिए फास्फोरस की मात्रा कम से कम होनी चाहिए। हम आम तौर पर फॉस्फोरस सामग्री को ≤0.07% से 0.09% की सीमा के भीतर नियंत्रित करते हैं, और कुछ महत्वपूर्ण भागों के लिए, इसे P के भीतर नियंत्रित किया जाना चाहिए< 0.06%.

 

2. उच्च मैंगनीज स्टील की सूक्ष्म संरचना और प्रदर्शन पर मिश्र धातु तत्वों का प्रभाव

2.1 क्रोमियम

2.2 मोलिब्डेनम

 

2.1 क्रोमियम

क्रोमियम का उपयोग वर्तमान में उच्च मैंगनीज स्टील में अधिक किया जाता है। पानी के सख्त होने के बाद, अधिकांश क्रोमियम उच्च मैंगनीज स्टील के ऑस्टेनाइट में घुल जाएगा, जिससे उच्च मैंगनीज स्टील की स्थिरता में सुधार होगा और ठंडा होने के दौरान कार्बाइड की वर्षा में तेजी आएगी। ठोस-समाधान के बाद, क्रोमियम स्टील की उपज शक्ति में सुधार कर सकता है, स्टील की लम्बाई और प्रभाव कठोरता को कम कर सकता है। यदि कास्टिंग के दौरान क्रोमियम बढ़ाया जाता है, तो कार्बाइड की वर्षा में भी तेजी आएगी, और आमतौर पर, अनाज की सीमाओं पर एक निरंतर नेटवर्क वितरण होगा। दोबारा गर्म करने पर क्रोमियम का ऑस्टेनाइट में घुलना अपेक्षाकृत कठिन होता है, इसलिए एकल-चरण ऑस्टेनाइट प्राप्त करना आसान नहीं होता है। इस मामले में, मानक उच्च मैंगनीज स्टील के आधार पर पानी के सख्त होने का ताप तापमान 30℃ से 50°C तक बढ़ाया जाना चाहिए। अतिरिक्त क्रोमियम के साथ उच्च मैंगनीज स्टील ने मजबूत प्रभाव वाले घर्षण का सामना करते समय पहनने के प्रतिरोध में सुधार किया है, इसलिए इसका उपयोग अस्तर की दीवारों, हथौड़े के सिर, बाल्टी के दांतों आदि के लिए किया जा सकता है। हालांकि, यह गैर-मजबूत प्रभाव वाले अपघर्षक का सामना करते समय पहनने के प्रतिरोध में उल्लेखनीय सुधार नहीं करता है। घिसाव।

 

2.2 मोलिब्डेनम

मोलिब्डेनम का अंतरराष्ट्रीय स्तर पर व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और धीरे-धीरे इसे चीन में भी अपनाया गया है। मोलिब्डेनम का लोहे के साथ एक मजबूत बंधन है, और एल्यूमीनियम परमाणुओं का आकार और प्रसार दर छोटी है। जब इसे अतिरिक्त मोलिब्डेनम के साथ कास्ट हाई मैंगनीज स्टील में जम दिया जाता है, तो कार्बाइड की वर्षा कम हो जाएगी, और अनाज की सीमाओं पर नेटवर्क जैसा वितरण दिखाई नहीं देगा। मोलिब्डेनम स्टील में सुई जैसी कार्बाइड की वर्षा दर को भी धीमा कर सकता है और उनके वर्षा तापमान को कम कर सकता है। ये सभी ढली हुई अवस्था में उच्च मैंगनीज स्टील की प्लास्टिसिटी और ताकत में सुधार के लिए फायदेमंद हैं और क्रोमियम के अतिरिक्त होने से होने वाली कमियों की प्रभावी ढंग से भरपाई कर सकते हैं। इसलिए, उच्च मैंगनीज स्टील में अतिरिक्त क्रोमियम के साथ मोलिब्डेनम मिलाना बहुत फायदेमंद होता है।

पानी के सख्त होने के बाद, मोलिब्डेनम ऑस्टेनाइट में ठोस-समाधान हो जाएगा, जिससे ऑस्टेनाइट के अपघटन में देरी होगी, और ऑस्टेनाइट में बिखरे हुए कार्बाइड की वर्षा को बढ़ावा देने के लिए वर्षा को मजबूत करके भी अवक्षेपित किया जा सकता है, जिससे उच्च मैंगनीज स्टील के पहनने के प्रतिरोध में सुधार होगा।

 

निष्कर्ष

अंत में, हम उच्च मैंगनीज स्टील की सूक्ष्म संरचना और प्रदर्शन पर कई अन्य मिश्र धातु तत्वों के प्रभाव का परिचय देते हैं। पहला है वैनेडियम, जिसमें उच्च मैंगनीज स्टील की सूक्ष्म संरचना को परिष्कृत करने, स्टील की उपज शक्ति, मूल कठोरता और पहनने के प्रतिरोध में सुधार करने का प्रभाव होता है। दूसरा है टाइटेनियम, जो उच्च मैंगनीज स्टील में स्तंभ क्रिस्टल को खत्म कर सकता है और स्टील के पहनने के प्रतिरोध और यांत्रिक गुणों में सुधार पर अच्छा प्रभाव डालता है। अंत में, दुर्लभ पृथ्वी तत्वों में पिघले हुए स्टील को शुद्ध करने, समावेशन की मात्रा और आकार को कम करने, कास्ट संरचना को परिष्कृत करने, स्तंभ क्रिस्टल को कम करने, पिघले हुए स्टील की तरलता में सुधार करने, स्टील की ठंड क्रैकिंग और थर्मल क्रैकिंग की प्रवृत्ति को कम करने का कार्य होता है। स्टील की कार्य सख्त क्षमता में सुधार, और उच्च मैंगनीज स्टील की प्रक्रिया प्रदर्शन में सुधार।


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