Эффективность применения высокомарганцевых сталей

СТАТЬЯ ИЗ РУБРИКИ: «ЛИТЬЕ: ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ»

The Efficiency of High-Manganese Steels Application
High-manganese steel occupies a special place among the many grades of steel used for casting, especially in production of parts meant for use in wearing conditions and under pressure. The study of high-manganese steels (alloys with high concentration of manganese and comparatively low content of other alloying elements) is especially important for Ukraine with its large stores of manganese ores and developed mining industry. The operation parameters of such steels largely depend on the quality of casting, as all the casting defects are greatly increased in the process of operation. Thus, better characteristics of high-manganese steel casts can be achieved by improving the technologies of smelting, casting and thermal treatment; by alloying and modifying the steel; and by improving the technology of cast feeding. There exist two technologies of high-manganese steel smelting – oxidizing method and remelting method – both of which yield equal results if all the technological parameters are observed.  Varying the chemical composition of the steel is another way of operational parameters enhancement. In the first place it concerns the concentration of manganese and carbon; moreover, it is possible to enhance wear resistance by additional alloying with chromium and molybdenum. Finally, such an important parameter as austenite grain size may be modified by varying the material of casting molds: experiments have shown that the smallest grain is received when casting in a chill mold as the speed of cooling in such molds is the highest. However, the efficiency of application of all these methods is to be considered separately for each given item.

Среди многочисленных марок стали, используемых для производства фасонного литья, особое место занимает высокомарганцевая сталь. Данная сталь по своим свойствам является незаменимой в массовом производстве зубьев ковшей экскаваторов, броней и щек дробилок, траков гусеничных машин, стрелочных переводов и сотен других деталей и изделий, предназначенных для работы в условиях абразивного изнашивания в сочетании  с большими давлениями и ударами.

М.С. Шрамко, к.т.н., с.н.с.,
директор Научно-производственного  и коммерческого предприятия «Парами»,
вице-президент  Ассоциации литейщиков Украины

Под термином «высокомарганцевая сталь» подразумеваются железоуглеродистые сплавы (0,6–2,0% С) с содержанием марганца 6–25 % и, сравнительно с ним, невысокой концентрацией других легирующих элементов. В настоящее время из высокомарганцевых сталей получают около 0,6 млн т литья в год. Основу высокомарганцевых сталей в Украине составляет сталь 110Г13Л, открытая английским металлургом Р.Э. Гадфильдом (сталь Гадфильда, 1888 г.). Номинальное содержание углерода в стали 110Г13Л составляет 1,1 %, марганца — 13 %. Уникальность стали заключается в чрезвычайно высокой способности упрочняться при деформировании, оставаясь при этом достаточно вязкой.

Исследования по повышению свойств стали Гадфильда применительно к тем или иным условиям эксплуатации и поиск новых марок высокомарганцевых сталей проводятся во многих странах. Актуальны такие исследования и для Украины, располагающей богатыми запасами марганцевых руд и развитой горно-металлургической промышленностью, потребляющей основную часть производимого высокомарганцевого литья.

Эксплуатационные свойства стали 110Г13Л находится в прямой зависимости от качества отливок (наличия литейных дефектов), характера микро- и макроструктуры, состояния границ зерен, типа, расположения и дисперсности карбидной составляющей. Так, измельчение зерна стали 110Г13Л, имеющей широкий интервал кристаллизации и склонной к образование крупной структуры, вызывает значительное повышение износостойкости. Диспергирование карбидов, как и зерна, улучшает эксплуатационные свойства этой стали. К тому же результату приводит повышение плотности отливок (отсутствие литейных дефектов).

Рекламодатели

Партнёры

Новостная рассылка

Будьте в курсе наших последних новостей. Оформите бесплатно персональную новостную рассылку.