يشير الفولاذ عالي المنغنيز-المعروف أيضًا باسم فولاذ سبائك المنغنيز إلى سبائك الفولاذ التي تحتوي على نسبة منغنيز تبلغ 10% أو أكثر. بعد المناسبةالمعالجة الحرارية، يصبح الفولاذ-الذي يحتوي على نسبة عالية من المنغنيز مادة-عالية القوة ومقاومة للتآكل-.
خصائص الفولاذ-الذي يحتوي على نسبة عالية من المنغنيز
إن أهم ما يميز الفولاذ الذي يحتوي على نسبة عالية من المنغنيز- هو أنه في ظل ظروف التأثير والبثق القوية، تخضع الطبقة السطحية بسرعة لعملية تصلب، مما يسمح لها بالحفاظ على المتانة واللدونة الجيدة للمادة الأوستنيتي في القلب بينما تتمتع الطبقة المتصلبة بمقاومة ممتازة للتآكل. ومع ذلك، فإن مقاومة التآكل للفولاذ الذي يحتوي على نسبة عالية من المنغنيز-توضح فقط تفوقه في ظل ظروف كافية لتصلب العمل؛ وفي ظل ظروف أخرى، فهي سيئة للغاية.
تؤدي إضافة 2.5-3.5% منجنيز إلى الفولاذ إلى الحصول على فولاذ منجنيز منخفض-، وهو هش للغاية. ومع ذلك، فإن إضافة أكثر من 13% من المنغنيز لتكوين فولاذ يحتوي على نسبة عالية من المنغنيز-يجعله صلبًا وقاسيًا. علاوة على ذلك، فإن الفولاذ عالي المنغنيز- غير مغناطيسي ولن ينجذب للمغناطيس.
يعتمد الفولاذ المنغنيز عالي المقاومة للتآكل -النموذجي Mn17- على فولاذ المنغنيز Mn13 مع زيادة محتوى المنغنيز. يؤدي هذا إلى تحسين استقرار الأوستينيت، ويمنع ترسيب الكربيد، وبالتالي يعزز قوة الفولاذ، واللدونة، وقدرته على التصلب، ومقاومة التآكل.
-عمليات تشكيل معدن الفولاذ عالي المنغنيز
غالبًا ما يتم استخدام مصبوبات فولاذية عالية المنغنيزصب الرمل، وهي تقنية معتمدة على نطاق واسع بسبب نضجها وكفاءتها الإنتاجية العالية. ومع ذلك، يتم استخدام طرق الصب الخاصة أيضا. يشير الصب الخاص إلى طرق الصب التي تختلف بشكل كبير عن الصب الرملي من حيث مواد القالب، وطرق صنع القالب، وطرق تعبئة المعدن المنصهر، وظروف التصلب داخل القالب. الصب الخاص يشمل:صب الاستثمار، صب القوالب المعدنية، صب الضغط، صب الضغط المنخفض-، صب الضغط العكسي، صب الضغط، صب الطرد المركزي، صب الرغوة المفقودة، صب قالب الجبس، صب السيراميك الدقيق، الصب المستمر، صب الفراغ، -صب الحبيبات الدقيقة، والصب الكهرومغناطيسي.
نظرًا لانكماش التصلب الكبير وسوء تبديد الحرارة للفولاذ عالي المنجنيز-، يتم تحديد معدل انكماش الصب عادةً بنسبة 2.5% - 2.7% في تصميم العملية، مع تطبيق الحد الأعلى على المصبوبات الأكبر حجمًا. يعد الانهيار الجيد بين صب الرمل واللب أمرًا ضروريًا.
يعتبر الفولاذ-الذي يحتوي على نسبة عالية من المنجنيز أحد أنواع الفولاذ النموذجي المقاوم للتآكل-. وهي عبارة عن-بنية مجهرية مصبوبة من الأوستينيت مع الكربيدات. يعتبر فولاذ المنغنيز الأوستنيتي هو المادة الأساسية لصب الفولاذ المقاوم للتآكل-والفولاذ المقاوم للتآكل-. ومع ذلك، فإن سبائك الفولاذ-المنخفضة، في ظل ظروف معينة ومع المعالجة الحرارية المناسبة، يمكن أيضًا أن تكون فعالة جدًا. بعد تبريد الماء عند حوالي 1000 درجة، تتحول البنية المجهرية لمسبوكات الفولاذ عالية المنغنيز- إلى أوستينيت واحد أو أوستينيت مع كمية صغيرة من الكربيدات، وبالتالي تحسين صلابة المسبوكة.
تصنيع مسبوكات الفولاذ-الفولاذية عالية المنغنيز
بسبب تصلب العمل ،المعالجة الميكانيكيةيجب تجنب مصبوبات الفولاذ التي تحتوي على نسبة عالية من المنغنيز-قدر الإمكان. يجب صب الثقوب والفتحات الموجودة في الصب قدر الإمكان. ومع ذلك، فإن تصنيع الفولاذ عالي المنغنيز-ليس مستحيلًا تمامًا. بالنسبة لعمليات التصنيع التي يمكن إكمالها في مسار واحد، يمكن إجراء تلبيس الأدوات. بالنسبة للتصنيع الذي لا يمكن تجنبه، يجب زيادة السماح بالتصنيع أثناء تصميم عملية الصب لضمان أن معدل التغذية يتجنب العمل -الطبقة الصلبة.
تطبيقات الفولاذ عالي المنغنيز
بسبب الخصائص المذكورة أعلاه، يتم استخدام مصبوبات الفولاذ عالية المنغنيز بشكل رئيسي فيالمعدات الميكانيكيةالتي تحتاج إلى تحمل ظروف العمل القاسية مثل التأثير والبثق وتآكل المواد. تتضمن الأمثلة: الألواح السفلية للمحرك، والمحامل الكروية، وجرافات الجرافات والحفارات، ومسارات السكك الحديدية، والجسور، وبطانات المطاحن الكروية، ومطارق الكسارات المطرقة، وألواح الفك للكسارات الفكية، وجدران الفك للكسارات المخروطية، وأسنان وجدران دلو الحفار، ومسارات السكك الحديدية، والجرارات، والألواح الفولاذية المضادة للرصاص، والألواح الفولاذية الآمنة، وألواح مسارات الخزانات-المصبوبات المقاومة لجميع الصدمات- والتآكل-.
مصبوبات سبائك المنغنيز العالية النموذجية
| درجات مكافئة من الفولاذ المصبوب بالكربون وسبائك الفولاذ المصبوب | |||||||||
| لا. | الصين | الولايات المتحدة الأمريكية | ألمانيا | روسيا | فرنسا | المملكة المتحدة | اليابان | ||
| (جيجابايت) | أستم | أونس | الدين | دبليو-رقم. | (TOCT) | (نف) | (بكالوريوس) | (جيس) | |
| 1 | ZG40Mn | - | - | GS-40Mn5 | 1.1168 | - | - | AW3 | SCMn3 |
| 2 | ZG40Cr | - | - | - | - | 40XЛ | - | - | - |
| 3 | ZG20SiMn | LCC | J02505 | GS-20Mn5 | 1.112 | 20TCЛ | فيسبوك-م | - | SCW480 |
| 4 | ZG35SiMn | - | - | GS-37MnSi5 | 1.5122 | 35CT | - | - | SCSiMn2 |
| 5 | ZG35CrMo | - | J13048 | ع-34CrMo4 | 1.722 | 35XMЛ | - | - | SCCrM3 |
| 6 | ZG35CrMnSi | - | - | - | - | 35XTCЛ | - | - | SCMnCr3 |
| 7 | - | - | - | GS-30Mn5 | 1.1165 | 30TЛ | - | - | SCMn2 |
| 8 | - | - | - | ع-36Mn5 | 1.1167 | 35TЛ | - | - | SCMn3 |
| 9 | - | LC1 | J12522 | ع-22Mo4 | 1.5419 | - | FC1-M | 240 | SCPH11 |
| B1 | |||||||||
| 10 | - | WC11 | J11872 | ع-17CrMo55 | 1.7357 | - | - | - | SCPH21 |
| 11 | - | WC9 | J21890 | GS-12CrMo9 10 | 1.738 | - | - | 622 | SCPH32-CF |
| B3 | |||||||||
| 12 | - | C5، CP5 | J42045 | GS-12CrMo19 5 | 1.7363 | - | - | 625,B5 | SCPH61 |
| 13 | - | 9 | J21610 | ع-17CrMoV5 11 | 1.7706 | - | - | - | SCPH23 |
| 14 | - | B2N | J22501 | GS-24Ni8 | 1.5633 | - | FC2-M | - | SCPL21 |
| B2Q | J22500 | ||||||||
| 15 | - | B3N | J31500 | ع-10ني14 | 1.5638 | - | FC3-M | BL2 | SCPL31 |
| CLA10 | |||||||||
| 16 | - | B4N | J41501 | GS-10Ni19 | 1.5681 | - | - | - | - |
| B4Q | |||||||||
| 17 | ZGMn13-1 | B-4 | J91149 | جي-×120Mn13 | 1.3802 | T13Л | - | BW10 | - |
| 18 | ZGMn13-2 | B-3 | J91139 | جي-×120Mn12 | 1.3401 | ||||
| 19 | - | B-2 | J91129 | - | - | ||||
| 20 | - | A | J91109 | - | - | ||||
| 21 | ZGMn13-3 | B-1 | J91119 | - | - | 100T13Л | - | - | SCMnH1 |
| 22 | ZGMn13-4 | SCMnH2 | |||||||
| 23 | - | SCMnH3 | |||||||
| 24 | 15 مليون | - | - | 14Mn4 | - | 15Г | XC12 | 080A17 | اس بي 46 |
| 25 | 20 مليون | - | - | - | - | 20Г | XC18 | 080A20 | - |
| 26 | 30 مليون | - | - | - | - | 30Г | XC32 | 080A32 | S30C |
| 27 | 40 مليون | - | - | 40Mn4 | - | 40Г | 40M5 | 080A40 | S40C |
| 28 | 45 مليون | - | - | - | - | 45Г | 080A47 | S45C | |
| 29 | 50 مليون | - | - | - | - | 50Г | XC48 | 030A52 | S53C |
| 30 | - | - | - | - | - | - | 080M50 | - | |
| 31 | 20Mn2 | - | - | 20 مليون5 | - | 20Г2 | - | 150M19 | إس إم إن 420 |
| 32 | 30Mn2 | - | - | 30 مليون5 | - | 30Г2 | 32M5 | 150M28 | SMn433H |
| 33 | 35Mn2 | - | - | 36Mn5 | - | 35Г2 | 35M5 | 150M36 | SMn438(ح) |
| 34 | 40Mn2 | - | - | - | 40Г2 | 40M5 | - | إس إم إن 443 | |
| 35 | 45Mn2 | - | - | 46Mn7 | - | 45Г2 | - | - | إس إم إن 443 |
| 36 | 50Mn2 | - | - | - | 50Г2 | 55M5 | - | - | |
| 37 | 20MnV | - | - | 20MnV6 | - | - | - | - | - |
| 38 | 35سيمن | - | - | 37منسي5 | - | 35CГ | - | En46 | - |
| 39 | 42سيمن | - | - | 46منسي4 | - | 35CГ | - | En46 | - |
| 40 | 40B | - | - | - | - | - | - | - | |
| 41 | 45B | - | - | - | - | - | - | - | |
| 42 | 40 مليون ب | - | - | - | - | - | - | - | |
| 43 | 45 مليون ب | - | - | - | - | - | - | - | |
| 44 | 15كر | - | - | 15Cr3 | - | 15X | 12C3 | 523M15 | SCr415 (ح) |
| 45 | 20كر | - | - | 20Cr4 | - | 20X | 18C3 | 527A19 | SCr420H |
| 46 | 30كر | - | - | 28Cr4 | - | 30X | 530A30 | SCr430 | |
| 47 | 35كر | - | - | 34Cr4 | - | 35X | 32C4 | 530A36 | SCr430 (ح) |
| 48 | 40كر | - | - | 41Cr4 | - | 40X | 42C4 | 520M40 | SCr440 |
| 49 | 45كر | - | - | - | 45X | 45C4 | 534A99 | SCr445 | |
| 50 | 38CrSi | - | - | - | 38XC | - | - | ||
| 51 | 12CrMo | - | - | 13CrMo44 | - | 12XM | 12CD4 | 620C | - |
| 52 | 15CrMo | - | - | 16CrMo44 | - | 15XM | 12CD4 | 1653 | STC42 |
| 53 | - | - | - | - | - | - | - | STT42 | |
| 54 | - | - | - | - | - | - | - | STB42 | |
| 55 | 20CrMo | - | - | 20CrMo44 | - | 20XM | 18CD4 | CDS12 | SCT42 |
| 56 | - | - | - | - | - | - | CDS110 | STT42 | |
| 57 | - | - | - | - | - | - | - | STB42 | |
| 58 | 25CrMo | - | - | 25CrMo4 | - | - | 25CD4 | En20A | |
| 59 | 30CrMo | - | - | - | 30XM | 30CD4 | 1717COS110 | SCM420 | |
| 60 | 42CrMo | - | - | 42CrMo4 | - | 42CD4 | 708A42 | - | |
| 61 | - | - | - | - | 708M40 | - | |||
| 62 | 35CrMo | - | - | 34CrMo4 | - | 35XM | 35CD4 | 708A37 | SCM3 |
| 63 | 12CrMoV | - | - | - | 12XMΦ | - | - | - | |
| 64 | 12Cr1MoV | - | - | 13CrMoV42 | - | 12X1MΦ | - | - | - |
| 65 | 25Cr2Mo1VA | - | - | - | 25X2M1ΦA | - | - | - | |
| 66 | 20CrV | - | - | 22CrV4 | - | 20XΦ | - | - | - |
| 67 | 40CrV | - | - | 42CrV6 | - | 40XΦA | - | - | - |
| 68 | 50CrVA | - | - | 50CrV4 | - | 50XΦA | 50CV4 | 735A30 | سوب10 |
| 69 | 15CrMn | - | - | - | 15XГ,18XГ | - | - | - | |
| 70 | 20CrMn | - | - | - | 20XCA | - | 527A60 | سوب9 | |
| 71 | 30CrMnSiA | - | - | - | 30XCA | - | - | - | |
| 72 | 40CrNi | - | - | 40نيكر6 | - | 40XH | - | 640M40 | SNC236 |
| 73 | 20CrNi3A | - | - | 20نيكر14 | - | 20XH3A | 20NC11 | - | - |
| 74 | 30CrNi3A | - | - | 28NiCr10 | - | 30XH3A | - | 653M31 | SNC631H |
| 75 | - | - | - | - | - | - | - | SNC631 | |
| 76 | 20MnMoB | - | - | - | - | - | - | - | |
| 77 | 38CrMoAlA | - | - | 41CrAlMo07 | - | 38XMIOA | 40CAD6.12 | 905M39 | SACM645 |
| 78 | 40CrNiMoA | - | - | 40نيكرمو22 | - | 40XHMA | - | 871M40 | سنكم439 |
| 79 | 60 | - | - | C60 | - | 60 | XC55 | 080A62 | S58C |
| 80 | 85 | - | - | - | 85 | - | 080A86 | سوب3 | |
| 81 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 82 | 65 مليون | - | - | - | 65Г | - | - | - | |
| 83 | 55 سي2من | - | - | 55 سي7 | - | 55C2Г | 55S6 | 250A53 | سوب6 |
| 84 | 60 سي2MnA | - | - | 65 سي7 | - | 60C2ГA | 61S7 | 250A61 | سوب7 |
| 85 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 86 | 50CrVA | - | - | 50CrV4 | - | 50XΦA | 50CV4 | 735A50 | سوب10 |
| 87 | جي سي آر9 | - | - | 105Cr4 | - | ШX9 | 100C5 | - | SUJ1 |
| 88 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 89 | GCr9SiMn | - | - | - | - | - | - | سوج3 | |
| 90 | جي سي آر 15 | - | - | 100Cr6 | - | ШX15 | 100C6 | 534A99 | SUJ2 |
| 91 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 92 | GCr15SiMn | - | - | 100CrMn6 | - | ШX15CГ | - | - | - |
| 93 | Y12 | - | - | - | - | A12 | - | - | مبلغ 12 |
| 94 | Y15 | - | - | 10S20 | - | - | - | 220M07 | مبلغ 22 |
| 95 | Y20 | - | - | 22S20 | - | A20 | 20F2 | - | مبلغ 32 |
| 96 | Y30 | - | - | 35S20 | - | A30 | - | - | مبلغ 42 |
| 97 | Y40Mn | - | - | 40S20 | - | A40Г | 45MF2 | 225M36 | - |
| 98 | ZGMn13 | - | - | X120Mn12 | - | 116Г13Ю | Z120M12 | - | SCMnH11 |