Manganez alaşımlı çelik olarak da bilinen yüksek-manganezli çelik, manganez içeriği %10 veya daha fazla olan alaşımlı çeliği ifade eder. Uygun olduktan sonraısıl işlem, yüksek-manganezli çelik, yüksek-mukavemetli, aşınmaya-dirençli bir malzeme haline gelir.
Yüksek-Manganezli Çeliğin Özellikleri
Yüksek-manganezli çeliğin en önemli özelliği, güçlü darbe ve ekstrüzyon koşulları altında, yüzey katmanının hızlı bir şekilde işlenerek sertleşmeye uğramasıdır; bu, çekirdekteki ostenitik malzemenin iyi tokluğunu ve plastisitesini korurken, sertleştirilmiş katman mükemmel aşınma direncine sahiptir. Bununla birlikte, yüksek-manganezli çeliğin aşınma direnci, üstünlüğünü yalnızca işlenerek sertleşme için yeterli koşullar altında gösterir; diğer koşullar altında oldukça zayıftır.
Çeliğe %2,5-%3,5 manganez eklenmesi, çok kırılgan olan düşük-manganezli çelikle sonuçlanır. Ancak, yüksek-manganezli çelik oluşturmak için %13'ten fazla manganez eklemek onu hem sert hem de sağlam hale getirir. Ayrıca, yüksek-manganezli çelik manyetik değildir ve mıknatıslar tarafından çekilmeyecektir.
Tipik Mn17 aşınmaya-dirençli yüksek-manganez çeliği, artırılmış manganez içeriğine sahip Mn13 çeliğini temel alır. Bu, ostenit stabilitesini artırır, karbür çökelmesini önler ve böylece çeliğin mukavemetini, plastisitesini, sertleşme kabiliyetini ve aşınma direncini artırır.
Yüksek-manganezli Çelik Metal Şekillendirme Prosesleri
Yüksek-manganezli çelik dökümler çoğunluklakum dökümolgunluğu ve yüksek üretim verimliliği nedeniyle yaygın olarak benimsenen bir teknolojidir. Ancak özel döküm yöntemleri de kullanılmaktadır. Özel döküm, kalıp malzemeleri, kalıp-yapım yöntemleri, erimiş metal doldurma yöntemleri ve kalıp içindeki katılaşma koşulları açısından kum dökümden önemli ölçüde farklı olan döküm yöntemlerini ifade eder. Özel döküm şunları içerir:hassas döküm, metal kalıba döküm, basınçlı döküm, düşük-basınçlı döküm, ters basınçlı döküm, sıkmalı döküm, santrifüj döküm, kayıp köpük döküm, alçı kalıba döküm, seramik hassas döküm, sürekli döküm, vakumlu döküm, ince-taneli döküm ve elektromanyetik döküm.
Yüksek manganezli çeliğin büyük katılaşma büzülmesi ve zayıf ısı dağılımı nedeniyle, döküm büzülme oranı süreç tasarımında genellikle %2,5 ila %2,7 olarak ayarlanır ve üst sınır daha büyük dökümlere uygulanır. Kalıplama kumu ve maça arasında iyi bir çökme esastır.
Yüksek-manganezli çelik, aşınmaya-dirençli tipik bir çeliktir. -Döküm mikro yapısı karbürlü ostenittir. Östenitik manganez çeliği, aşınmaya-dirençli ve aşınmaya-dirençli çeliklerin dökümü için birincil malzemedir. Ancak düşük-alaşımlı çelikler de belirli koşullar altında ve uygun ısıl işlemle çok etkili olabilir. Yaklaşık 1000 derecede suyla söndürüldükten sonra, yüksek manganezli çelik dökümlerin mikro yapısı tek bir ostenite veya az miktarda karbür içeren ostenite dönüşür, böylece dökümün dayanıklılığı artar.
Yüksek-Manganezli Çelik Dökümlerin İşlenmesi
İş sertleşmesi nedeniyle,mekanik işlemeYüksek-manganezli çelik dökümlerden mümkün olduğunca kaçınılmalıdır. Dökümdeki delikler ve yuvalar mümkün olduğu kadar dökülmelidir. Ancak yüksek-manganezli çeliğin işlenmesi tamamen imkansız değildir. Tek geçişte tamamlanabilecek işleme operasyonları için takım işleme yapılabilir. Kaçınılmaz işleme için, ilerleme hızının iş-sertleştirilmiş katmanından kaçınmasını sağlamak amacıyla döküm işlemi tasarımı sırasında işleme payı artırılmalıdır.
Yüksek Manganlı Çelik Uygulamaları
Yukarıda belirtilen özelliklerinden dolayı yüksek manganezli çelik dökümler çoğunluklamekanik ekipmanDarbe, ekstrüzyon ve malzeme aşınması gibi zorlu çalışma koşullarına dayanması gereken. Örnekler arasında şunlar yer alır: motor alt gövde plakaları, bilyalı rulmanlar, buldozer ve ekskavatör kovaları, demiryolu rayları, köprüler, bilyalı değirmen gömlekleri, çekiçli kırıcı çekiçler, çeneli kırıcı çene plakaları, konik kırıcı çene duvarları, ekskavatör kepçesi dişleri ve duvarları, demiryolu makasları, traktörler, kurşun geçirmez çelik plakalar, emniyetli çelik plakalar ve tank palet plakaları-tümü darbeye- ve aşınmaya{{3} dirençli dökümler.
Tipik Yüksek Manganez Alaşımlı Dökümler
| Eşdeğer Sınıflar Karbon çelik döküm ve alaşımlı çelik döküm | |||||||||
| HAYIR. | Çin | Amerika | Almanya | Rusya | Fransa | İngiltere | Japonya | ||
| (İngiltere) | ASTM | BM | DİN | W-No. | (TOCT) | (NF) | (BS) | (JIS) | |
| 1 | ZG40Mn | - | - | GS-40Mn5 | 1.1168 | - | - | AW3 | SCMn3 |
| 2 | ZG40Cr | - | - | - | - | 40XЛ | - | - | - |
| 3 | ZG20SiMn | düşük maliyetli | J02505 | GS-20Mn5 | 1.112 | 20TCЛ | FB-M | - | SCW480 |
| 4 | ZG35SiMn | - | - | GS-37MnSi5 | 1.5122 | 35CTL | - | - | SCSiMn2 |
| 5 | ZG35CrMo | - | J13048 | GS-34CrMo4 | 1.722 | 35XMЛ | - | - | SCCrM3 |
| 6 | ZG35CrMnSi | - | - | - | - | 35XTCЛ | - | - | SCMnCr3 |
| 7 | - | - | - | GS-30Mn5 | 1.1165 | 30TЛ | - | - | SCMn2 |
| 8 | - | - | - | GS-36Mn5 | 1.1167 | 35TЛ | - | - | SCMn3 |
| 9 | - | LC1 | J12522 | GS-22Mo4 | 1.5419 | - | FC1-M | 240 | SCPH11 |
| B1 | |||||||||
| 10 | - | WC11 | J11872 | GS-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 | GS-17CrMoV5 11 | 1.7706 | - | - | - | SCPH23 |
| 14 | - | B2N | J22501 | GS-24Ni8 | 1.5633 | - | FC2-M | - | SCPL21 |
| B2Q | J22500 | ||||||||
| 15 | - | B3N | J31500 | GS-10Ni14 | 1.5638 | - | FC3-M | BL2 | SCPL31 |
| CLA10 | |||||||||
| 16 | - | B4N | J41501 | GS-10Ni19 | 1.5681 | - | - | - | - |
| B4Q | |||||||||
| 17 | ZGMn13-1 | B-4 | J91149 | G-×120Mn13 | 1.3802 | T13Л | - | BW10 | - |
| 18 | ZGMn13-2 | B-3 | J91139 | G-×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 milyon | - | - | 14Mn4 | - | 15Г | XC12 | 080A17 | SB46 |
| 25 | 20 milyon | - | - | - | - | 20Г | XC18 | 080A20 | - |
| 26 | 30 milyon | - | - | - | - | 30Г | XC32 | 080A32 | S30C |
| 27 | 40 milyon | - | - | 40Mn4 | - | 40Г | 40M5 | 080A40 | S40C |
| 28 | 45 milyon | - | - | - | - | 45Г | 080A47 | S45C | |
| 29 | 50 milyon | - | - | - | - | 50Г | XC48 | 030A52 | S53C |
| 30 | - | - | - | - | - | - | 080M50 | - | |
| 31 | 20Mn2 | - | - | 20Mn5 | - | 20Г2 | - | 150M19 | SMn420 |
| 32 | 30Mn2 | - | - | 30Mn5 | - | 30Г2 | 32M5 | 150M28 | SMn433H |
| 33 | 35Mn2 | - | - | 36Mn5 | - | 35Г2 | 35M5 | 150M36 | SMn438(H) |
| 34 | 40Mn2 | - | - | - | 40Г2 | 40M5 | - | SMn443 | |
| 35 | 45Mn2 | - | - | 46Mn7 | - | 45Г2 | - | - | SMn443 |
| 36 | 50Mn2 | - | - | - | 50Г2 | 55M5 | - | - | |
| 37 | 20MnV | - | - | 20MnV6 | - | - | - | - | - |
| 38 | 35SiMn | - | - | 37MnSi5 | - | 35CГ | - | Tr46 | - |
| 39 | 42SiMn | - | - | 46MnSi4 | - | 35CГ | - | Tr46 | - |
| 40 | 40B | - | - | - | - | - | - | - | |
| 41 | 45B | - | - | - | - | - | - | - | |
| 42 | 40MnB | - | - | - | - | - | - | - | |
| 43 | 45MnB | - | - | - | - | - | - | - | |
| 44 | 15Cr | - | - | 15Cr3 | - | 15X | 12C3 | 523M15 | SCr415(H) |
| 45 | 20Cr | - | - | 20Cr4 | - | 20X | 18C3 | 527A19 | SCr420H |
| 46 | 30Cr | - | - | 28Cr4 | - | 30X | 530A30 | SCr430 | |
| 47 | 35Cr | - | - | 34Cr4 | - | 35X | 32C4 | 530A36 | SCr430(H) |
| 48 | 40Cr | - | - | 41Cr4 | - | 40X | 42C4 | 520M40 | SCr440 |
| 49 | 45Cr | - | - | - | 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 | SUP10 |
| 69 | 15CrMn | - | - | - | 15XГ,18XГ | - | - | - | |
| 70 | 20CrMn | - | - | - | 20XГCA | - | 527A60 | SUP9 | |
| 71 | 30CrMnSiA | - | - | - | 30XГCA | - | - | - | |
| 72 | 40CrNi | - | - | 40NiCr6 | - | 40XH | - | 640M40 | SNC236 |
| 73 | 20CrNi3A | - | - | 20NiCr14 | - | 20XH3A | 20NC11 | - | - |
| 74 | 30CrNi3A | - | - | 28NiCr10 | - | 30XH3A | - | 653M31 | SNC631H |
| 75 | - | - | - | - | - | - | - | SNC631 | |
| 76 | 20MnMoB | - | - | - | - | - | - | - | |
| 77 | 38CrMoAlA | - | - | 41CrAlMo07 | - | 38XMIOA | 40CAD6.12 | 905M39 | SACM645 |
| 78 | 40CrNiMoA | - | - | 40NiCrMo22 | - | 40XHMA | - | 871M40 | SNCM439 |
| 79 | 60 | - | - | C60 | - | 60 | XC55 | 080A62 | S58C |
| 80 | 85 | - | - | - | 85 | - | 080A86 | SUP3 | |
| 81 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 82 | 65 milyon | - | - | - | 65Г | - | - | - | |
| 83 | 55Si2Mn | - | - | 55Si7 | - | 55C2Г | 55S6 | 250A53 | SUP6 |
| 84 | 60Si2MnA | - | - | 65Si7 | - | 60C2ГA | 61S7 | 250A61 | SUP7 |
| 85 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 86 | 50CrVA | - | - | 50CrV4 | - | 50XΦA | 50CV4 | 735A50 | SUP10 |
| 87 | GCr9 | - | - | 105Cr4 | - | ШX9 | 100C5 | - | SUJ1 |
| 88 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 89 | GCr9SiMn | - | - | - | - | - | - | SUJ3 | |
| 90 | GCr15 | - | - | 100Cr6 | - | ШX15 | 100C6 | 534A99 | SUJ2 |
| 91 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 92 | GCr15SiMn | - | - | 100CrMn6 | - | ШX15CГ | - | - | - |
| 93 | Y12 | - | - | - | - | A12 | - | - | TOPLA12 |
| 94 | Y15 | - | - | 10S20 | - | - | - | 220M07 | TOPLA22 |
| 95 | Y20 | - | - | 22S20 | - | A20 | 20F2 | - | SUM32 |
| 96 | Y30 | - | - | 35S20 | - | A30 | - | - | SUM42 |
| 97 | Y40Mn | - | - | 40S20 | - | A40Г | 45MF2 | 225M36 | - |
| 98 | ZGMn13 | - | - | X120Mn12 | - | 116Г13Ю | Z120M12 | - | SCMnH11 |