Ferrómangan er aðalblendi sem stálframleiðendur bæta við mangani í gegnum og bílastál er ein stærsta endanotkun þess. Í grunnsúrefnis- og ljósbogaofnum er málmblöndunni hlaðið eða sleif bætt við til að vinna þrjú verk í einu: afoxa bræðsluna, binda afgangs brennisteins sem mangansúlfíð og skilja eftirstöðvar mangansins eftir í lausn sem málmblöndurefni. Dæmigert yfirbyggingarspjald eða undirvagnsstál ber 0,3-1,5% Mn, háþróuð há-stáltegundir bera um það bil 1,5-3,0% Mn, og austenítísk hugmyndafræði sem er í þróun fyrir burðarhluta þrýsta langt yfir það svið.
Vegna þess að mangan er kynnt sem meistarablendi frekar en sem hreinn málmur, ákvarðar ferrómangan gæðaflokkurinn einnig hversu mikið kolefni, fosfór og brennisteinn fer í hitann. Þetta eina samband útskýrir mest af þeirri tæknilegu stefnu sem nú er sýnileg í stálframleiðslu bíla-og það er ástæðan fyrir því að flokkaval hefur færst frá innkaupaupplýsingum yfir í málmvinnsluákvörðun.
Þar sem ferrómangan passar í stálframleiðslu bíla
Þrjár verslunarfjölskyldur ráða yfir afgreiðslum til framleiðenda ökutækjastáls. Taflan hér að neðan sýnir dæmigerð afhent svið; bindandi mörkin eru þau sem samið er um í innkaupalýsingunni, venjulega skrifað í samræmi við ISO 5446, ASTM A99/A99M eða GB/T 3795.
| Bekk fjölskyldu | Mn (%) | C (%) | Si (%) | Dæmigert bílanotkun |
|---|---|---|---|---|
| Hákolefni ferrómangan | 75-82 | 6.0-7.5 | hámark 2,0 | Magnafoxun og manganblöndur í burðarvirkjum og löngum vörum |
| Miðlungs kolefni ferrómangan | 78-85 | 1.0-2.0 | hámark 1,5 | Mangan viðbætur þar sem kolefnisupptaka verður að vera lítil |
| Lítið kolefni ferrómangan | 80-90 | hámark 0,5 | hámark 1,0 | Stálplötur, lágkolefnis og millivefs-lausar einkunnir |
Manganheimtur í sleifinni er að jafnaði mikill, en hann er aldrei fullkominn, þannig að kaupendur ættu að gera ráð fyrir mældum endurheimt frá eigin hita frekar en nafnvirði manganinnihalds eingöngu. Innihald fínefna, kekkjastærð og raki breytir áhrifaríkri endurheimt og þar með raunkostnaði á hvert kíló af mangani í stálinu.
Stefna 1: Hækkandi mangan í háþróuðum-hástyrkstálum
Sterkasta eftirspurnarmerkið fyrir ferrómangan kemur frá háþróuðum-hástyrk stálfjölskyldum. Tvífasa-fasa, flókin-fasa og umbreytinga-framkallað mýktarstig treysta á mangan fyrir styrkingu á föstu lausnum og til að stjórna herðni, og manganinnihald á 1,5-3,0% bandinu er nú venja. Miðlungs-manganumbreytingu-framkalla plastleikahugtök, sem almennt er rætt um á bilinu 3-12% Mn, og austenitic einkunnir af háum manganum yfir 12% Mn færa út þessa rökfræði enn frekar: þeir skipta út manganinnihaldi fyrir óvenjulega samsetningu styrks og lengingar sem gerir hönnuðum kleift að þynna niður hrun.
Fyrir álbirgjann breytir þetta vörusamsetningunni. Hærri manganviðbót þýðir stærri tonn á hvern hita, en kolefnisþakið verður þrengra vegna þess að stálplötur eru viðkvæmar fyrir kolefni. Hagnýt niðurstaðan er viðvarandi vöxtur á meðalkolefnis- og lágkolefnisferrómangani á kostnað háu kolefnisstigsins, og sterkari áhersla á stöðuga efnafræði frá hlut til vöru.
Stefna 2: Léttur, hrunframmistaða og líkamsbyggingar
Léttvigtarforrit eru áfram aðal drifkrafturinn á bak við nýja stálefnafræði. Það er þess virði að segja eðlisfræðina berum orðum: ferrómangan er þétt aðalblendi með þéttleika upp á u.þ.b. 7,0-7,4 g/cm3, og það er sjálft ekki lág-byggingarefni. Þyngdarsparnaður er af fullbúnu stáli, en eðlisþyngd þess helst nálægt venjulegu stáli en sem hægt er að nota í þynnri hlutum vegna þess að mangan eykur styrk, herðleika og tog-herðingargetu. Eiginleikar sem skipta máli fyrir hrun eins og orkugleypni, stækkun gata og beygjanleika eru síðan stilltir í gegnum mangan-, kolefnis- og örblendijafnvægið frekar en að aðalblendiefnið virkar sem byggingarfasi.
Í reynd þýðir þetta að málmblöndunarforskriftin verður að styðja við mótun og styrkleika. Einkunn sem skilar tilsettu manganinnihaldi en ber of mikið af brennisteini eykur hættuna á ílengdum mangansúlfíðinnihaldi, sem skaðar beygjanleika og flanssprungur á-sterkum líkamshlutum. Fyrirgefandi, hreinar sendingar eru það sem body-in-hvít forrit eru í raun að kaupa.
Stefna 3: Hreinari einkunnir og strangari óhreinindaeftirlit
Óhreinindamörk í ferrómangani hafa hert jafnt og þétt. Fosfór í háum kolefnisflokkum er oft tilgreint við eða undir 0,35% og er ýtt í átt að 0,20% eða lægra fyrir krefjandi plötunotkun, en brennisteinsmörk upp á 0,03-0,05% eru algeng og beðið er um lægri tölur fyrir háa manganeinkunn. Kolefnisstjórnun fylgir sama mynstri, með lágum kolefnisflokkum tilgreind við 0,5% C hámark og úrvalslotur langt undir því.
Stöðug klumpastærð, venjulega 10-50 mm eða 10-100 mm eftir ofninum, með sektarheimild sem samið var um við pöntun.
Rakastýring, þar sem blaut álfelgur ber vetni og eykur ófyrirsjáanlega þyngd við hleðsluna.
Lotustig efnafræðivottun fyrir Mn, C, Si, P og S, þannig að hægt sé að loka endurheimtarútreikningum eftir hverja keppni.
Stefna 4: Rafvæðing, birgðaraun og leiðréttar eignakröfur
Rafvæðingin hefur ekki eytt þörfinni fyrir mangan í farartækjum en það hefur breyst hvar stálið situr. Rafhlöðuhlíf, mótorhús, sætisbyggingar og -viðeigandi yfirbyggingarhlutar nota enn mangan-lagerstál og heita-endahlutar eins og útblástursgreinir og forþjöppuhús eru háð hita-þolnum flokkum þar sem blöndunarjafnvæginu er vandlega stjórnað.
Tvær fullyrðingar sem dreifast í birgðabókum ættu að leiðrétta. Í fyrsta lagi er ferrómangan ekki valið fyrir rafleiðni; að bæta mangani við stál eykur í raun rafviðnám, þannig að ferrómangan er ekki leiðaraefni fyrir rafmagnsíhluti. Í öðru lagi bætir mangan ekki tæringarþol sjálfkrafa: mangansúlfíð innihaldsefni eru vel þekkt sem upphafsstaðir fyrir gryfju, og manganoxíð eru minna verndandi en króm-ríkar hreistur í ryðfríu efni. Heiðarlega afstaðan er sú að mangan kaupir styrk, herðni og kostnaðar-hagkvæma málmblöndu, en tæringargetu er stjórnað með brennisteinsstýringu, meðhöndlun á innfellingu og króm- eða áljafnvægi stálsins sjálfs.
Algengar spurningar
Sp.: Er mangan bætt við bílastál sem hreinn málmur eða sem ferrómangan?
Það er næstum alltaf bætt við sem ferrómangan, vegna þess að aðal málmblönduna bráðnar auðveldlega, hefur fyrirsjáanlegan þéttleika til að bæta við sleif og kostar mun minna en rafgreiningarmanganmálmur. Rafgreiningarmangan er frátekið fyrir flokka með mjög lágt kolefnis- og köfnunarefnisþak.
Sp.: Hversu mikið ferrómangan þarf fyrir 0,8% mangan stál?
Á hreinum grunni þarf 78% Mn einkunn um 10,3 kg á hvert tonn af stáli fyrir 0,8% manganmarkmið, áður en hægt er að endurheimta tap og þynningu frá öðrum viðbótum. Eina áreiðanlega leiðin til að stilla gjaldtölu er að nota mældan endurheimt úr verksmiðjutilraunum.
Sp.: Af hverju er lágkolefnisferrómangan notað í stálplötur?
Blað og millivef-lausar einkunnir hafa mjög þröng kolefnismörk. Sérhver prósentustig af kolefni í aðal málmblöndunni er þynnt út í hitann, þannig að lágt kolefnisstig heldur kolefnishækkuninni frá manganblöndunni innan stálforskriftarinnar.
Sp.: Þýðir hærra mangan alltaf betri slitþol?
Nei. Mangan eykur hörku og herðni upp að vissu marki, en slitþol fer eftir endanlegri örbyggingu, karbíðdreifingu og þjónustuskilyrðum. Umfram mangan með rangri hitameðferð getur skilið eftir óstöðugt austenít og dregið úr víddarstöðugleika.
Sp.: Hver er skynsamleg óhreinindamörk að biðja um?
Fyrir bifreiðaplötuvinnu er raunhæfur upphafspunktur að óska eftir fosfór að hámarki 0,20%, brennisteini að hámarki 0,03% og sektarheimild undir 5%. Þrengsli mörk eru í boði en ættu að vera rökstudd með mældri ferliþörf, þar sem þau bera verðálag.
Sp.: Hvernig ætti að geyma ferrómangan fyrir hleðslu?
Hafðu það þurrt og þakið. Ferrómangan fínefni eru rakafræðileg við rakar aðstæður og raki sem berst inn í bræðsluna bætir við vetni, sem eykur hættuna á gropi og seinkun á sprungum í steyptri eða valsðri vöru.
