20MnG, GB/T5310 standardında belirtilen kazanlar için manganez alaşımlı çeliğe aittir. "G" son eki özellikle kazana-özel bir çelik kalitesini belirtir. Manganez içeriği (%0,70-%1,00) sıradan 20# çeliğe göre önemli ölçüde daha yüksektir ve katı çözelti güçlendirmesi yoluyla gücünü artırır. Geleneksel 20G çelikle karşılaştırıldığında 20MnG, oda sıcaklığında 480-640 MPa'lık bir çekme mukavemeti, 275 MPa'dan büyük veya ona eşit bir akma mukavemeti ve 350 derecede %85'i aşan bir yüksek sıcaklık mukavemeti tutma oranına ulaşırken iyi süneklik ve sağlamlığı korur. Bu özellik, manganezin ostenit faz bölgesini genişletme etkisi ile vanadyum ve titanyum gibi mikro alaşım elementlerinin tane sınırını güçlendirme etkisi ile birleşerek malzemenin uzun süreli sürünme koşulları altında bile stabil bir mikro yapıyı korumasını sağlamasından kaynaklanmaktadır.
Kimyasal Bileşim Özellikleri
20MnG'nin kimyasal bileşimi, performans stabilitesini sağlayacak şekilde tam olarak formüle edilmiştir:
Karbon (C): %0,17–%0,23, aşırı karbon içeriğinden kaynaklanan kaynak kırılganlığını önlerken temel dayanıklılık sağlar.
Manganez (Mn): %0,70–%1,00, bir çekirdek alaşım elementi, sertleşebilirliği ve mukavemeti önemli ölçüde artırır ve yüksek-sıcaklık deformasyon direncini artırır.
Silikon (Si): %0,17–%0,37, ferriti güçlendirir ve deoksidasyona yardımcı olur, ancak dayanıklılığın azalmasını önlemek için içeriği sınırlıdır.
Zararlı element kontrolü: Fosfor (P) %0,025'e eşit veya daha az, Kükürt (S) %0,015'e eşit veya daha az, sıradan karbon çeliğinden çok daha düşük, sıcak kırılganlık ve çatlama riskini azaltır.
Eser alaşımlama: Krom (Cr), Nikel (Ni) ve Bakır (Cu) %0,25'ten az veya buna eşittir, Molibden (Mo) %0,15'ten az veya eşittir, bu da ısı direncini ve yorulma direncini daha da optimize eder.
Mekanik Özellikler ve Isıl İşlem
20MnG, hem normalleştirilmiş hem de söndürülmüş-temperlenmiş hallerde mükemmel kapsamlı mekanik özelliklere sahiptir:
Mukavemet: Çekme mukavemeti 450 MPa'dan büyük veya ona eşit, akma mukavemeti 275 MPa'dan büyük veya ona eşittir, yüksek basınçlı bileşenlerin yük-taşıma gereksinimlerini karşılar.
Plastisite ve Dayanıklılık: Uzama %24'e eşit veya daha büyük, alan azalması %50'ye eşit veya daha fazla, malzemenin darbe yükleri altında kolayca kırılgan olmamasını sağlar.
Isıl İşlem Süreci:
Normalleştirme: 910 dereceye kadar ısıtma ve ardından havayla soğutma, taneleri inceler ve orta ila ince plakalar için uygun olan tekdüzeliği artırır.
Su Verme ve Temperleme: Kalınlığı > 25 mm olan bileşenler için, iç gerilimi ortadan kaldırmak ve mikro yapıyı stabilize etmek ve suyla söndürme çatlaması riskini önlemek için "normalleştirme + temperleme" gerekir.
Sertlik Kontrolü: Isıl işlem olmadan 197 HB'ye eşit veya daha az, böylece iş sertleşmesinin neden olduğu sonraki işleme sorunlarından kaçınılır.