Марганцовистая сталь (применение)

Марганцовистая сталь – это конструкционная сталь, содержащая дополнительное количество марганца, которое позволяет значительно улучшить ее свойства.

Этот вид стали отличается высокой износостойкостью и прочностью, что делает его идеальным материалом для производства деталей и конструкций, подверженных интенсивному износу.

По составу марганцовистая сталь очень близка к углеродистым сталям, однако, в отличие от них, она содержит большее количество марганца, что придает ей особые свойства и повышенную долговечность.

Что такое марганцовистая сталь

Это сталь, легированная марганцем. Используется с конца 19 в. Марганец растворяется  в  альфа-железе  и  в цементите, упрочняет феррит, несколько уменьшая его пластичность, и устраняет вредное влияние серы.

Он почти неограниченно растворяется в гамма-железе и расширяет область    существования    аустенита ниже комнатной т-ры, наиболее эффективно снижает т-ру мартенситного превращения и резко увеличивает прокаливаемость стали.

Чем больше в стали марганца, тем при меньшем содержании углерода образуются перлит, мартенсит и аустенит.

Склонность стали к возникновению крупнозернистой структуры при небольшом перегреве устраняют добавками ванадия и титана (0,01—0,1%), а также выбором режима термической обработки (т-ры нагрева, продолжительности выдержки и скорости охлаждения).

Марганцовистая сталь отличается отпускной    хрупкостью,     поэтому после отпуска ее быстро охлаждают.

Как улучшает марганец сталь

Марганец способствует насыщение стали углеродом и азотом, положительно   влияя   на   цементацию  и азотирование.

К этим сталям относятся качественные низко- и среднеуглеродистые конструкционные стали. Выпускают их в виде сортового проката марок от 15Г до 70Г, от 10Г2 до 50Г2, У8Г, У8ГА и Г13.

Низкоуглеродистые стали марок 15Г и 20Г (0,15—0,2%   С,    1%    Мn, < 0,3%    Si, < 0,03%    Р, < 0,03% S) — цементуемые.

После цементации они характеризуются  достаточно износостойкой поверхностью и вязкой сердцевиной.

Без цементации стали отличаются средней прочностью, высокой пластичностью, хорошей обрабатываемостью  резанием и свариваемостью.

Марки сталей и их применение

Из таких сталей изготовляют малонагруженные  детали.   Средне-углеродистые стали марок ЗОГ, 35Г и 40Г (0,3-0,45% С, 1% Мn, <0,3% Si, < 0,03% Р, < 0,03% S) обладают повышенной прочностью.

Иногда ими заменяют высоколегированные стали. Такие стали применяют в основном после улучшения (закалки и высокотемпературного отпуска).

Сталь марки ЗОГ закаливают в воде, а сталь марки 4ОГ — в масле. Наиболее распространена сталь марки ЗОГ.

Ее используют также в штампованном виде.

Стали марок 50Г, 60Г, 65Г и 70Г (соответственно 0,5; 0,6; 0,65 и 0,7% С, 1% Мn, 0,3% Si,< 0,03% S) характеризуются высокими прочностными и упругими св-вами.

Применение сталей марганца

Их применяют после закалки и отпуска в основном для изготовления пружин и рессор.

Из улучшаемых сталей марок изготовляют:

1. Болты (как и из стали  марки ЗОГ).
2. Коленчатые валы.
3. Цапфы (3ОГ2).
4. Карданные валы.
5. Червяки.
6. Шестеренные валки.
7. Крановые колеса.
8. Диски пил.
9. Правильные ролики.
10. Диски коксового грохота.
11. Диски пил горячей резки и др. изделия.

Из стали марок У8Г и У8ГА изготовляют режущие и др. инструменты.

Расход марганцовистая сталь меньше, чем никелевых сталей. Аустенитная М. с. марки Г13 содержит 1-1,3% С и 11-14% Мn, до 0,3% Si, не более 0,03% Р и не более 0,03% S.

Выплавляют ее в электро печах с основной футеровкой. Структура литой стали состоит из аустенита и карбидов.

В этом состоянии она характеризуется низкой прочностью и пластичностью, которые повышают нагревом до т-ры 1100—1150° С (для растворения карбидов и получения однородного аустенита) и закалкой в воде.

После такой термообработки сталь  отличается  высокой   износостойкостью, достигаемой наклепом, приобретаемым в результате деформирования и ударов в процессе эксплуатации.

Упрочнению   аустенита стали марки Г13 способствует сдвиговый процесс — дробление   зерен на блоки.

Степень упрочнения при пластическом деформировании тем выше, чем больше препятствий создается для пластического деформирования, т. е. для перемещения дислокаций.

Вследствие недостаточной структурной стойкости стали по плоскостям сдвига может появиться альфа-фаза (мартенсит), а по плоскостям скольжения может выпадать карбидная фаза (Fe,Mn)₃С.

Из стали марки  Г13  изготовляют звенья гусениц тракторов, броневые плиты рудных течек и прямиков, шары дробильных  мельниц,  щеки камнедробилок и др. изделия.