망간강 부품 주조 시 다양한 요소의 효과

다른 요소는 망간 강철 주조에서 다른 기능을 가지고 있습니다. 망간강 부품을 주조할 때 다양한 요소의 영향이 있습니다.

망간강 부품의 탄소 원소 영향

탄소  는 망간과 함께 망간강에서 가장 중요한 두 가지 요소 중 하나입니다. 망간강은 탄소의 과포화 용액입니다. 대부분의 표준 망간강 등급의 경우 탄소와 망간의 대략적인 비율은 Mn/C=10입니다. 따라서 이러한 강은 일반적으로 12% Mn 및 1.2% C입니다. 이 비율은 주로 초기 제강 제한에 의해 설정되었으며 고정 비율은 실질적인 의미가 없습니다. 탄소 함량을 높이면 항복 강도가 증가하고 연성이 낮아집니다. 탄소 함량 증가가 13% 망간강의 특성에 미치는 영향은 아래 그림을 참조하십시오.

탄소 함량 증가의 주요 의미는 가우징 내마모성을 높이는 것입니다(아래 참조). 대부분의 망간강은 가우징 마모 및 고충격 마모 상황에서 사용되므로 제조업체는 탄소 함량을 최대화하려고 합니다. 실질적인 한계가 존재하며 탄소 함량이 1.3%를 초과하면 균열이 발생하고 용해되지 않은 입계 탄화물이 더 많이 발생합니다. 망간 함량이 높은 프리미엄 등급의 망간강은 탄소 상한선을 1.3%를 훨씬 넘어섰습니다.

망간강 부품의 망간 원소 영향

망간은 오스테나이트 안정제이며 이러한 합금 계열을 가능하게 합니다. 이는 오스테나이트에서 페라이트로의 변태 온도를 낮추므로 실온에서 완전한 오스테나이트 구조를 유지하는 데 도움이 됩니다. 13% Mn 및 1.1% C 합금은 -328°F 미만의 마르텐사이트 시작 온도를 갖습니다. 일반 오스테나이트 망간강의 망간 함량에 대한 하한은 거의 10%입니다. 망간 수준을 높이면 강철에서 질소와 수소의 용해도가 증가하는 경향이 있습니다. 탄소 함량이 더 높고 합금 원소가 추가된 프리미엄 합금은 망간 함량이 16-25% 망간으로 존재합니다. 이러한 합금은 해당 제조업체의 소유입니다.

망간강 부품의 규소 원소 효과

최대 1%의 규소 함량은 일반적으로 망간강에서 안전한 것으로 간주되지만 규소는 기계적 특성에 눈에 띄는 영향을 미치지 않습니다. 2.2%의 실리콘 함량에서 Avery는 강도와 연성이 급격히 감소했습니다. 보고된 실험의 대부분은 실리콘 함량을 고려할 때 1인치 미만의 작은 섹션 크기로 수행되었으며 더 무거운 섹션 크기는 실리콘 함량이 증가함에 따라 충격 강도가 심각하게 감소할 수 있습니다. 6인치 단면 크기에 1.5% Si를 추가한 효과는 다음 그림을 참조하십시오.

데이터는 실리콘이 이 수준으로 증가할 때 충격 에너지에서 75% 감소를 보여줍니다. 1인치 이상의 단면 크기를 생산할 때 망간강의 규소 수준을 0.6% 미만의 규소로 낮게 유지하는 것이 좋습니다.

망간강 부품의 크롬 원소 영향

크롬은 망간강의 인장 강도와 흐름 저항을 높이는 데 사용됩니다. 최대 3.0%의 추가가 자주 사용됩니다. 크롬은 용액 소둔 경도를 증가시키고 망간 강의 인성을 감소시킵니다. 크롬은 최대 가공 경화 경도 수준이나 변형 경화 속도를 증가시키지 않습니다. 크롬 베어링 등급은 크롬 탄화물이 용액에 용해되기 더 어렵기 때문에 더 높은 열처리 온도가 필요합니다. 일부 응용 분야에서는 크롬이 유리할 수 있지만 많은 응용 분야에서 망간강에 크롬을 추가하는 것은 이점이 없습니다.

망간강 부품의 니켈 원소 효과

니켈은 강력한 오스테나이트 안정제입니다. 니켈은 담금질 중 냉각 속도가 감소하더라도 변형 및 탄화물 침전을 방지할 수 있습니다. 이렇게 하면 단면 크기가 무거운 제품에 니켈을 유용하게 추가할 수 있습니다. 니켈 함량이 증가하면 인성이 증가하고 인장 강도가 약간 떨어지며 항복 강도에는 영향을 미치지 않습니다. 니켈은 또한 증착된 재료에 탄화물이 없도록 하기 위해 망간강용 용접 충전재에 사용됩니다. 원하는 결과를 생성하기 위해 높은 니켈과 함께 이러한 재료의 탄소 수준이 낮은 것이 일반적입니다.

망간강 부품의 몰리브덴 원소 영향

망간강에 몰리브덴을 첨가하면 몇 가지 변화가 생깁니다. 첫째, 마르텐사이트 시작 온도가 낮아져 오스테나이트가 더욱 안정화되고 탄화물 석출이 지연됩니다. 다음으로, 몰리브덴 첨가는 재료가 용액 처리된 후 재가열 중에 형성되는 탄화물의 형태를 변경합니다. 침상 탄화물의 입자 경계 필름은 일반적으로 형성되지만 몰리브덴을 첨가한 후에 침전되는 탄화물은 합체되어 입자를 통해 분산됩니다. 이러한 변화의 결과는 몰리브덴의 첨가로 강의 인성이 향상된다는 것입니다. 몰리브덴 첨가의 또 다른 이점은 주조된 기계적 특성을 개선할 수 있다는 것입니다. 이것은 주조 생산 중에 실질적인 이점이 될 수 있습니다. 더 높은 탄소 등급에서 몰리브덴은 초기 융합 경향을 증가시키므로 결과적인 기계적 특성이 심각하게 감소하므로 이를 피하도록 주의해야 합니다.

몰리브덴은 망간강에서 매우 두꺼운 단면 두께를 생산할 때 유용합니다. 이들은 6인치를 초과하는 섹션, 특히 섹션 크기가 10인치를 초과하는 섹션입니다.
이러한 단면 크기는 대형 1차 선회 크러셔 맨틀 및 두꺼운 죠 다이 캐스팅에서 찾을 수 있습니다. 이러한 주물의 경우 탄소 함량을 0.9%에서 1.0%로 낮추면서 몰리브덴을 0.9%에서 1.2% 범위로 추가하는 것이 좋습니다. 몰리브덴은 망간강에서 매우 두꺼운 단면 두께를 생산할 때 유용합니다. 이들은 6인치를 초과하는 섹션, 특히 섹션 크기가 10인치를 초과하는 섹션입니다. 이러한 단면 크기는 대형 1차 선회 크러셔 맨틀 및 두꺼운 죠 다이 캐스팅에서 찾을 수 있습니다. 이러한 주물의 경우 탄소 함량을 0.9%에서 1.0%로 낮추면서 몰리브덴을 0.9%에서 1.2% 범위로 추가하는 것이 좋습니다.

망간강 부품의 알루미늄 원소 효과

알루미늄은 핀홀 및 기타 가스 결함을 방지할 수 있는 망간강을 탈산시키는 데 사용됩니다. 국자에 3lbs/ton의 추가를 사용하는 것이 일반적입니다. 알루미늄 함량을 높이면 망간강의 기계적 특성이 감소하고 취성 및 열간 인열이 증가합니다. 실제로 대부분의 망간강 등급에 대해 알루미늄 잔류물을 상당히 낮게 유지하는 것이 좋습니다. 고강도, 중량에 민감한 응용 분야를 위해 높은 수준의 알루미늄과 약 30%의 망간을 포함하는 새로운 재료가 개발되고 있습니다. 이러한 경우 알루미늄의 낮은 밀도를 사용하여 생성된 합금의 밀도를 낮추고 있습니다.

망간강 부품의 티타늄 원소 효과

티타늄은 망간강을 탈산시키는 데 사용할 수 있습니다. 또한 티타늄은 질화 티타늄에 질소 가스를 묶을 수 있습니다. 이 질화물은 제강 온도에서 안정한 화합물입니다. 일단 묶이면 질소는 더 이상 주물에 핀 홀을 일으키는 데 사용할 수 없습니다. 티타늄은 입자 크기를 미세화하는 데 사용할 수도 있지만 더 무거운 부분에서는 효과가 최소화됩니다.

망간강 부품의 세륨 원소 효과

세륨은 망간강의 입자 크기를 미세화하는 데 사용할 수 있습니다. 세륨 화합물은 다른 화합물보다 오스테나이트 망간강과의 disregistry가 낮으므로 이 합금에 대해 더 나은 결정립 미세화제가 되어야 합니다. 또한 입계를 강화하는 입계 탄화물 석출을 억제합니다. 충격 강도는 또한 세륨과 합금된 망간강에 대해 개선된 것으로 보고됩니다.

망간강 부품의 인 원소 영향

인은 망간강에 매우 해롭습니다. 오스테나이트 입계에서 약한 인지질 공융 막을 형성합니다. 인은 망간강에서 제거하기 어려우며 이를 제어하는 ​​가장 효과적인 방법은 장입재의 신중한 선택입니다. ASTM A128에서는 최대 인 0.07%를 요구하지만 고품질 망간강을 생산할 때 인 수준을 이 수준보다 훨씬 낮게 유지하는 것이 좋습니다.

망간강 부품의 황 원소 영향

유황은 대부분의 강철에서 이점이 아니지만 망간 강철에서는 거의 문제를 일으키지 않습니다. 높은 망간 수준은 회전 타원체 유형의 망간 황화물 개재물에 유황이 묶인 상태를 유지합니다.

망간강 부품의 붕소 원소 영향

붕소는 망간강에서 입자 미세화를 생성하기 위해 사용되었습니다. 그러나 붕소 수준이 증가함에 따라 취성 붕소화물 탄화물 공융이 결정립계에 침전됩니다. 붕소는 또한 망간강이 재가열되면 오스테나이트의 분해를 가속화하여 재료를 용접할 수 없게 만듭니다. 망간강에는 붕소를 사용하지 않는 것이 좋습니다.

Mr. Nick Sun     [email protected]