ご存知のように、鋼中の合金元素の含有量に応じて、炭素鋼と合金鋼に分けることができます。 高炭素鋼は、しばしば工具鋼と呼ばれ、炭素含有量が0.60％から1.70％の鋼であり、主に切削工具の製造に使用されます。 マンガン合金鋼としても知られるマンガン鋼は、一種の高張力鋼です。 それらは丈夫で耐久性がありますが、異なる特性を持っています。 この記事では、高炭素鋼と高マンガン鋼を比較します。
その名前が示すように、高炭素鋼と高マンガン鋼の違いは、炭素鋼とマンガン鋼の違いとも見なされます。 通常、炭素含有量が2.11％未満で、特殊な合金元素を含まない鋼を検討します。 普通炭素鋼または炭素鋼と呼ばれることもあります。 また、少量のシリコン、マンガン、硫黄、リンが含まれています。
マンガン鋼は、通常11〜14パーセントのマンガンを含む高張力鋼です。 鋳造構造としてオーステナイトと炭化物を使用した典型的な耐摩耗鋼です。 約1000℃で水焼入れした後、微細構造は単一のオーステナイトまたは少量の炭化物を含むオーステナイトに変化しました。 マンガン鋼は主に、強い衝撃、変形、押し出し、摩耗、その他の過酷な条件に耐える場所に使用されます。
硬度
炭素は鋼の基本元素であり、マンガン鋼にも1.0％〜1.3％の炭素が含まれている可能性があります。 高炭素鋼と比較すると、マンガン鋼はより硬いです。 高炭素鋼は焼戻しによって強度が増しますが、マンガン鋼は柔らかく、耐摩耗性が低くなります。 炭素鋼は通常マンガン鋼よりも強度がありますが、マンガン含有量の少ない合金を作成することも可能です。
一般的に、炭素鋼は炭素含有量が高いほど硬度と強度が高くなり、塑性は低くなります。高炭素鋼は高マンガン鋼（ばね鋼）よりも硬度と靭性が高く、同じ強い衝撃を受けた場合、高炭素鋼は破断する可能性が非常に高くなります。例えば、65Mn鋼板は強度、硬度、弾性、焼入れ性がAISI 1065鋼よりも高いですが、過熱感受性と焼戻し脆性があり、水冷すると亀裂が発生しやすい傾向があります。
耐摩耗性
高マンガン鋼の最も重要な特徴は、強い衝撃と押し出しの条件下で、その表面が急速に硬化し、コアがオーステナイトの優れた靭性と可塑性を維持することです。これにより、他の材料よりも優れた耐摩耗性が得られます。 しかし、高マンガン鋼の耐摩耗性は、十分な加工硬化の条件下でのみその優位性を示します。
用途
つまり、高炭素鋼は耐食性が高く、低マンガン鋼は摩耗しやすいのです。 工具鋼と呼ばれることが多い高炭素鋼は、主にCNC機械加工切削工具で使用されます。 ドリル、タップ、リーマー、その他の工具は、0.90％から1.00％の炭素鋼で作られています。 硬さと脆さが特徴です。 高炭素鋼は、頑丈な部品などの構造用途に適しています。 たとえば、AISI 1095は、高硬度と耐摩耗性を備えた高炭素鋼の一種であり、ナイフや短剣によく使用されます。
マンガン鋼は炭素鋼よりも脆性が低い。マンガン鋼は円形などの複雑な形状に鍛造でき、独特の外観を持つ。これらの鋼は強度と耐久性に加えて、産業用途に適した他の特性も備えている。耐摩耗鋼の代表例として、高マンガン鋼は主に衝撃、押し出し、摩耗などの過酷な条件に耐えるために使用され、破砕機部品メーカーにとって優れた材料である。さらに、耐摩耗性高マンガン鋼は衝撃や高応力研削摩耗条件にも適しており、ボールミルライニングプレート、ハンマークラッシャーハンマー、ジョークラッシャージョープレート、コーンクラッシャーモルタル壁、破砕壁、掘削機バケット、鉄道分岐器、トラクターおよびタンクトラックプレート鋳造品の製造によく使用される。
最後に
高炭素鋼と高マンガン鋼の両方に長所と短所があります。 あなたがあなたのプロジェクトのために良い鋼を探しているなら、それはあなたがそれを何のために使っているか、つまり炭素とマンガン元素のバランスに依存します。 炭素鋼は製造と使用が安価ですが、水素にさらされるとかなりの劣化が見られます。 炭素マンガン鋼は一般的な構造用鋼よりも硬いですが、降伏強度がはるかに低く、延性が低くなっています。 したがって、非常に丈夫な鋼を探している場合は、炭素マンガン鋼を検討することをお勧めします。 幅広い用途に最適であり、マンガン鋼よりも安価に製造できます。
