L'acier à haute teneur en manganèse-, également connu sous le nom d'acier allié au manganèse, fait référence à l'acier allié avec une teneur en manganèse de 10 % ou plus. Après approprié traitement thermique, l'acier à haute teneur en-manganèse devient un matériau à haute-résistance et à l'usure-.
Caractéristiques de l'acier à haute teneur en-manganèse
La caractéristique la plus importante de l'acier à haute teneur en manganèse est que dans des conditions d'impact et d'extrusion fortes, la couche superficielle subit rapidement un écrouissage, lui permettant de conserver la bonne ténacité et la plasticité du matériau austénitique dans le noyau tandis que la couche durcie possède une excellente résistance à l'usure. Cependant, la résistance à l'usure de l'acier à haute teneur en manganèse-ne démontre sa supériorité que dans des conditions suffisantes pour l'écrouissage ; dans d'autres conditions, c'est assez médiocre.
L'ajout de 2,5-3,5 % de manganèse à l'acier donne un acier à faible-manganèse, qui est très fragile. Cependant, l'ajout de plus de 13 % de manganèse pour créer un acier à haute teneur en manganèse le rend à la fois dur et résistant. De plus, l'acier à haute teneur en manganèse-est non magnétique et ne sera pas attiré par les aimants.
L'acier au manganèse Mn17 typique-résistant à l'usure à haute-est basé sur l'acier Mn13 avec une teneur accrue en manganèse. Cela améliore la stabilité de l'austénite, empêche la précipitation du carbure et améliore ainsi la résistance, la plasticité, la capacité d'écrouissage et la résistance à l'usure de l'acier.
Processus de formage des métaux en acier à haute-manganèse
Les pièces moulées en acier-à haute teneur en manganèse utilisent principalement moulage au sable, une technologie largement adoptée en raison de sa maturité et de sa haute efficacité de production. Cependant, des méthodes de coulée spéciales sont également utilisées. Le moulage spécial fait référence aux méthodes de moulage qui diffèrent considérablement du moulage au sable en termes de matériaux de moule, de méthodes de fabrication de moules, de méthodes de remplissage de métal fondu et de conditions de solidification dans le moule. Le casting spécial comprend : moulage de précision, coulée dans des moules métalliques, coulée sous pression, coulée à basse-pression, coulée sous pression inverse, coulée par compression, coulée centrifuge, coulée à mousse perdue, coulée dans des moules en plâtre, coulée de précision en céramique, coulée continue, coulée sous vide, coulée à grains fins-et coulée électromagnétique.
En raison du retrait de solidification important et de la mauvaise dissipation thermique de l'acier à haute teneur en manganèse-, le taux de retrait de coulée est généralement fixé entre 2,5 % et 2,7 % dans la conception du processus, la limite supérieure étant appliquée aux pièces moulées de plus grande taille. Une bonne pliabilité entre le sable de moulage et le noyau est essentielle.
L'acier à haute teneur en-manganèse est un acier typique-résistant à l'usure. Sa microstructure telle que coulée-est austénite avec des carbures. L'acier austénitique au manganèse est le matériau principal pour la coulée d'aciers-résistants à l'usure et-résistants à l'usure. Cependant, les aciers faiblement alliés, sous certaines conditions et avec un traitement thermique approprié, peuvent également être très efficaces. Après une trempe à l'eau à environ 1 000 degrés, la microstructure des pièces moulées en acier à haute teneur en manganèse se transforme en une seule austénite ou en austénite avec une petite quantité de carbures, améliorant ainsi la ténacité de la pièce moulée.
Usinage de pièces moulées en acier-à haute teneur en manganèse
En raison de l'écrouissage, traitement mécanique Les pièces moulées en acier-à haute teneur en manganèse doivent être évitées autant que possible. Les trous et les fentes dans le moulage doivent être creusés autant que possible. Cependant, l'usinage de l'acier à haute teneur en manganèse n'est pas totalement impossible. Pour les opérations d'usinage pouvant être réalisées en un seul passage, un dressage d'outil peut être effectué. Pour l'usinage inévitable, la surépaisseur d'usinage doit être augmentée lors de la conception du processus de coulée pour garantir que la vitesse d'avance évite la couche écrouie -.
Applications de l'acier à haute teneur en manganèse
En raison des propriétés susmentionnées, les pièces moulées en acier à haute teneur en manganèse sont principalement utilisées dans équipement mécanique qui doit résister à des conditions de travail difficiles telles que les chocs, l'extrusion et l'abrasion des matériaux. Exemples : plaques de soubassement de moteur, roulements à billes, godets de bulldozer et d'excavatrice, voies ferrées, ponts, revêtements de broyeur à boulets, marteaux de concasseur, plaques de mâchoire de concasseur à mâchoires, parois de mâchoire de concasseur à cône, dents et parois de godet d'excavatrice, branchements ferroviaires, tracteurs, plaques d'acier pare-balles, plaques d'acier sûres et plaques de chenille de réservoir-tous les moulages résistants aux chocs- et à l'usure-.
Pièces moulées typiques en alliage à haute teneur en manganèse
| Nuances équivalentes d'acier moulé au carbone et d'acier moulé allié | |||||||||
| Non. | Chine | USA | Allemagne | Russie | France | ROYAUME-UNI | Japon | ||
| (Go) | ASTM | UNS | VACARME | W-N°. | (TOCT) | (NF) | (BS) | (JIS) | |
| 1 | ZG40Mn | - | - | GS-40Mn5 | 1.1168 | - | - | AH3 | SCMN3 |
| 2 | ZG40Cr | - | - | - | - | 40XЛ | - | - | - |
| 3 | ZG20SiMn | CCV | J02505 | GS-20Mn5 | 1.112 | 20TCЛ | Facebook-M | - | SCW480 |
| 4 | ZG35SiMn | - | - | GS-37MnSi5 | 1.5122 | 35CTЛ | - | - | 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 | - | CM11 | 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 | - | PC10 | - |
| 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 minutes | - | - | 14Mn4 | - | 15Г | XC12 | 080A17 | SB46 |
| 25 | 20 minutes | - | - | - | - | 20Г | XC18 | 080A20 | - |
| 26 | 30 minutes | - | - | - | - | 30Г | XC32 | 080A32 | S30C |
| 27 | 40 minutes | - | - | 40Mn4 | - | 40Г | 40M5 | 080A40 | S40C |
| 28 | 45 minutes | - | - | - | - | 45Г | 080A47 | S45C | |
| 29 | 50 minutes | - | - | - | - | 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 | - | Fr46 | - |
| 39 | 42SiMn | - | - | 46MnSi4 | - | 35CГ | - | Fr46 | - |
| 40 | 40B | - | - | - | - | - | - | - | |
| 41 | 45B | - | - | - | - | - | - | - | |
| 42 | 40 Mo | - | - | - | - | - | - | - | |
| 43 | 45 Mo | - | - | - | - | - | - | - | |
| 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 | Fr20A | |
| 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 | 20 MnMoB | - | - | - | - | - | - | - | |
| 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 minutes | - | - | - | 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 | - | - | SOMME12 |
| 94 | Y15 | - | - | 10S20 | - | - | - | 220M07 | SOMME22 |
| 95 | Y20 | - | - | 22S20 | - | A20 | 20F2 | - | SOMME32 |
| 96 | Y30 | - | - | 35S20 | - | A30 | - | - | SOMME42 |
| 97 | Y40Mn | - | - | 40S20 | - | A40Г | 45MF2 | 225M36 | - |
| 98 | ZGMn13 | - | - | X120Mn12 | - | 116Г13Ю | Z120M12 | - | SCMnH11 |