Efek Berbagai Elemen Dalam Pengecoran Bagian Baja Mangan

Elemen yang berbeda memiliki fungsi yang berbeda dalam pengecoran baja mangan. Ada beberapa efek dari berbagai elemen dalam pengecoran bagian baja mangan.

Efek Elemen Karbon di Bagian Baja Mangan

Karbon  adalah salah satu dari dua elemen terpenting dalam baja mangan bersama dengan mangan. Baja mangan adalah larutan karbon lewat jenuh. Untuk sebagian besar baja mangan standar, karbon dan mangan berada dalam rasio perkiraan Mn/C=10. Baja ini, oleh karena itu, biasanya 12% Mn dan 1,2% C. Rasio ini terutama ditentukan oleh batasan pembuatan baja awal dan rasio tetap tidak memiliki signifikansi nyata. Meningkatkan kandungan karbon meningkatkan kekuatan luluh dan menurunkan keuletan. Lihat gambar di bawah untuk efek peningkatan kandungan karbon pada sifat 13% baja mangan.

Signifikansi utama dari peningkatan kandungan karbon adalah untuk meningkatkan ketahanan aus gouging, lihat di bawah. Sebagian besar baja mangan digunakan untuk mencungkil abrasi dan situasi keausan benturan tinggi sehingga produsen mencoba memaksimalkan kandungan karbon. Batas praktis memang ada dan karena kandungan karbon melebihi 1,3% retak dan karbida batas butir yang tidak larut menjadi lebih umum. Kelas premium baja mangan, yang memiliki kandungan mangan tinggi, telah mendorong batas karbon atas jauh melampaui 1,3%.

Efek Elemen Mangan pada Bagian Baja Mangan

Mangan adalah penstabil austenit dan memungkinkan keluarga paduan ini. Ini menurunkan suhu transformasi austenit menjadi ferit dan oleh karena itu membantu mempertahankan struktur austenit sepenuhnya pada suhu kamar. Paduan dengan 13% Mn dan 1,1% C memiliki suhu awal martensit di bawah -328°F. Batas bawah kandungan mangan dalam baja mangan austenitik polos mendekati 10%. Peningkatan kadar mangan cenderung meningkatkan kelarutan nitrogen dan hidrogen dalam baja. Paduan premium dengan kandungan karbon lebih tinggi dan elemen paduan tambahan ada dengan kadar mangan dari 16-25% mangan. Paduan ini adalah milik pabrikan mereka.

Efek Elemen Silikon di Bagian Baja Mangan

Kandungan silikon hingga 1% biasanya dianggap aman dalam baja mangan, tetapi silikon tidak memberikan pengaruh nyata pada sifat mekanik. Pada kandungan silikon 2,2%, Avery telah menunjukkan penurunan tajam dalam kekuatan dan keuletan. Sebagian besar eksperimen yang dilaporkan telah dilakukan dengan ukuran bagian kecil kurang dari 1 inci ketika mempertimbangkan kandungan silikon dan ukuran bagian yang lebih berat, kekuatan impak dapat sangat menurun dengan meningkatnya kandungan silikon. Lihat gambar berikut untuk efek penambahan 1,5% Si ke ukuran bagian 6 inci.

Data menunjukkan pengurangan 75% energi impak ketika silikon ditingkatkan ke tingkat ini. Disarankan untuk menjaga kadar silikon dalam baja mangan rendah, hingga kurang dari 0,6% silikon saat memproduksi ukuran bagian lebih dari 1 inci.

Efek Elemen Kromium pada Bagian Baja Mangan

Kromium digunakan untuk meningkatkan kekuatan tarik dan ketahanan aliran baja mangan. Penambahan hingga 3,0% sering digunakan. Kromium meningkatkan kekerasan anil larutan dan menurunkan ketangguhan baja mangan. Kromium tidak meningkatkan tingkat kekerasan pengerasan kerja maksimum atau laju pengerasan regangan. Nilai bantalan krom memerlukan suhu perlakuan panas yang lebih tinggi karena kromium karbida lebih sulit larut ke dalam larutan. Dalam beberapa aplikasi, kromium dapat bermanfaat, tetapi dalam banyak aplikasi, tidak ada manfaat untuk menambahkan kromium ke baja mangan.

Efek Elemen Nikel di Bagian Baja Mangan

Nikel adalah penstabil austenit yang kuat. Nikel dapat mencegah transformasi dan pengendapan karbida bahkan pada penurunan laju pendinginan selama pendinginan. Ini dapat menjadikan nikel sebagai tambahan yang berguna dalam produk yang memiliki ukuran bagian yang berat. Peningkatan kandungan nikel dikaitkan dengan peningkatan ketangguhan, sedikit penurunan kekuatan tarik dan tidak berpengaruh pada kekuatan luluh. Nikel juga digunakan dalam bahan pengisi las untuk baja mangan agar bahan yang diendapkan bebas dari karbida. Biasanya memiliki tingkat karbon yang lebih rendah dalam bahan-bahan ini bersama dengan nikel yang ditinggikan untuk menghasilkan hasil yang diinginkan.

Efek Elemen Molibdenum pada Bagian Baja Mangan

Penambahan molibdenum pada baja mangan menghasilkan beberapa perubahan. Pertama, suhu awal martensit diturunkan yang selanjutnya menstabilkan austenit dan menghambat pengendapan karbida. Selanjutnya, penambahan molibdenum mengubah morfologi karbida yang terbentuk selama pemanasan ulang setelah bahan mengalami perlakuan larutan. Lapisan batas butir karbida acicular biasanya terbentuk, tetapi setelah menambahkan molibdenum, karbida yang mengendap bergabung dan terdispersi melalui butir. Hasil dari perubahan ini adalah bahwa ketangguhan baja ditingkatkan dengan penambahan molibdenum. Manfaat lain dari penambahan molibdenum dapat ditingkatkan sifat mekanik as-cast. Ini bisa menjadi keuntungan nyata selama produksi casting. Dalam kadar karbon yang lebih tinggi, molibdenum akan meningkatkan kecenderungan fusi yang baru jadi, jadi harus berhati-hati untuk menghindari hal ini karena sifat mekanik yang dihasilkan akan sangat berkurang.

Molibdenum bermanfaat ketika ketebalan bagian yang sangat berat akan diproduksi dalam baja mangan. Ini adalah bagian yang berukuran lebih dari 6 inci dan terutama yang berukuran lebih dari 10 inci.
Ukuran bagian ini dapat ditemukan di mantel crusher gyratory primer yang besar dan die casting rahang yang tebal. Untuk coran ini, disarankan untuk menambahkan molibdenum dalam kisaran 0,9% hingga 1,2% sambil mengurangi kandungan karbon menjadi 0,9% hingga 1,0%. Molibdenum bermanfaat ketika ketebalan bagian yang sangat berat akan diproduksi dalam baja mangan. Ini adalah bagian yang berukuran lebih dari 6 inci dan terutama yang berukuran lebih dari 10 inci. Ukuran bagian ini dapat ditemukan di mantel crusher gyratory primer yang besar dan die casting rahang yang tebal. Untuk coran ini, disarankan untuk menambahkan molibdenum dalam kisaran 0,9% hingga 1,2% sambil mengurangi kandungan karbon menjadi 0,9% hingga 1,0%.

Efek Elemen Aluminium di Bagian Baja Mangan

Aluminium digunakan untuk mendeoksidasi baja mangan, yang dapat mencegah lubang jarum dan cacat gas lainnya. Biasanya menggunakan tambahan 3lbs/ton di sendok. Peningkatan kandungan aluminium menurunkan sifat mekanik baja mangan sambil meningkatkan kerapuhan dan robekan panas. Dalam praktiknya, disarankan untuk menjaga agar residu aluminium cukup rendah untuk sebagian besar baja mangan. Material baru yang mengandung aluminium tingkat tinggi dan sekitar 30% mangan sedang dikembangkan untuk aplikasi berkekuatan tinggi dan sensitif terhadap berat. Dalam kasus ini, kerapatan aluminium yang rendah digunakan untuk menurunkan kerapatan paduan yang dihasilkan.

Efek Elemen Titanium di Bagian Baja Mangan

Titanium dapat digunakan untuk mendeoksidasi baja mangan. Selain itu, titanium dapat mengikat gas nitrogen dalam titanium nitrida. Nitrida ini adalah senyawa stabil pada suhu pembuatan baja. Setelah diikat, nitrogen tidak lagi tersedia untuk menyebabkan lubang pin di coran. Titanium juga dapat digunakan untuk menghaluskan ukuran butir, tetapi efeknya minimal di bagian yang lebih berat.

Efek Elemen Cerium di Bagian Baja Mangan

Cerium dapat digunakan untuk menghaluskan ukuran butir baja mangan. Senyawa serium memiliki disregistry yang lebih rendah dengan baja mangan austenitik daripada senyawa lain dan oleh karena itu harus membuatnya menjadi penghalus butir yang lebih baik untuk paduan ini. Ini juga menekan presipitasi karbida batas butir, yang memperkuat batas butir. Kekuatan impak juga dilaporkan meningkat untuk baja mangan yang dicampur dengan serium.

Efek Elemen Fosfor pada Bagian Baja Mangan

Fosfor sangat merusak baja mangan. Ini membentuk film eutektik fosfolipid lemah pada batas butir austenit. Fosfor sulit dihilangkan dari baja mangan dan metode yang paling efektif untuk mengendalikannya adalah pemilihan bahan pengisi yang cermat. ASTM A128 menyebutkan fosfor maksimum 0,07%, tetapi disarankan untuk menjaga tingkat fosfor jauh di bawah level ini saat memproduksi baja mangan berkualitas tinggi.

Efek Elemen Sulfur di Bagian Baja Mangan

Belerang, meskipun tidak bermanfaat di sebagian besar baja, menyebabkan sedikit masalah pada baja mangan. Tingkat mangan yang tinggi membuat belerang terikat dalam inklusi mangan sulfida dari jenis spheroidal.

Efek Elemen Boron di Bagian Baja Mangan

Boron telah digunakan untuk mencoba menghasilkan pemurnian butir dalam baja mangan. Ketika kadar boron meningkat, bagaimanapun, eutektik borida karbida yang rapuh diendapkan pada batas butir. Boron juga mempercepat penguraian austenit jika baja mangan dipanaskan kembali, yang membuat material tidak dapat dilas. Tidak disarankan untuk menggunakan boron pada baja mangan.

Mr. Nick Sun     [email protected]