Mechanische Eigenschaften und Schlagverschleißfestigkeit von Mn-Si-Mo-V-Stahl mit Brinellhärte 540

Ein Mn-Si-Mo-V-Stahl wurde hergestellt, um die Erstarrungsschrumpfungsporosität zu minimieren, mit dem Ziel, einen hochfesten und schlagzähen Stahl zu erhalten. Drei Typen chemischer Zusammensetzung, nämlich Baseline, Baseline plus 2 Gew.-% Nickel (Ni) und Baseline mit 1,5 Gew.-% Ni, aber ohne Vanadium (V), wurden unter Beibehaltung eines Mangan-Kohlenstoff-Verhältnisses von 5 zu 1 hergestellt. Die Stähle wurden wärmebehandelt, um eine durchschnittliche vorherige Austenit-Korngröße von 50–70 μm, ein martensitisches Gefüge und eine Anlasshärte der Stufe I von 525-560 HBW (53-55 HRC) zu erreichen. Die Streckgrenze und die Zugfestigkeit betrugen durchschnittlich 1.482 MPa und 1.930 MPa. Nickelzusätze erwiesen sich als effektiv bei der Verbesserung der Duktilität und der Kerbschlagzähigkeit. Die Legierung ohne Vanadium zeigte die geringste Abhängigkeit der Duktilität mit dem Abstand von der Kühlkokille, die zwischen 11 und 7 % variierte. Der Schlagverschleiß wurde mit einem Fugenabriebtest simuliert und die Legierungen zeigten eine 27 % bis 46%ige Reduzierung des Verschleißes im Vergleich zu den derzeit verwendeten Stählen. 

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Mechanical Properties and Impact Wear Resist
Solidification shrinkage porosity with the goal of obtaining a high-strength and impactresistant steel. Three chemistries viz. Baseline, Baseline plus 2 wt. % Nickel (Ni) and Baseline with 1.5 wt. % Ni but no vanadium (V) were produced keeping a manganese to carbon ratio of 5 to 1. Steels were heat treated to produce an average prior austenite grain size of 50−70 μm, a lath martensitic microstructure, and a Stage I tempered hardness of 525−560 HBW (53−55 HRC). Yield strength and ultimate tensile strength averaged 1482 MPa (215 ksi) and 1930 MPa (280 ksi). Nickel additions proved effective in enhancing both tensile ductility and impact toughness. The alloy without vanadium showed the least dependence of tensile ductility with distance from the chill that varied between 11 to 7 %. Impact wear was simulated using a gouging abrasion test and the alloys demonstrated a 27 % to 46 % reduction in wear relative to steels currently employed.  

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