Olika element har olika funktioner och effekter i slitdelarna för gjutning av manganstål.
Kolelement. Kol är ett av de två viktigaste elementen i manganstål tillsammans med mangan. Manganstål är en övermättad lösning av kol. För de flesta standardkvaliteter av manganstål är kol och mangan i ett ungefärligt förhållande Mn / C = 10. Dessa stål är därför vanligtvis 12% Mn och 1.2% C. Detta förhållande upprättades huvudsakligen av tidiga ståltillverkningsbegränsningar och det fasta förhållandet har ingen verklig betydelse. Att öka kolinnehållet höjer sträckgränsen och sänker duktiliteten. Se följande bild för effekterna av ökat kolinnehåll på egenskaperna hos 13% manganstål.

Effekt av kol på dragegenskaperna hos manganstål
De flesta manganstål används vid slipning av nötning och slitage med hög slagkraft så att tillverkarna försöker maximera kolinnehållet. Praktiska gränser existerar och eftersom kolhalten överstiger 1.3% sprickbildning och oupplösta korngränskarbider blir vanligare. Högkvalitativa kvaliteter av manganstål, de med högt manganinnehåll, har pressat den övre kolgränsen långt över 1.3%.
Manganelement. Mangan är en austenitstabilisator och gör denna legeringsfamilj möjlig. Det minskar transformeringstemperaturen för austenit till ferrit och hjälper därför till att bibehålla en fullständigt austenitisk struktur vid rumstemperatur. Legeringar med 13% Mn och 1.1% C har starttemperaturer för martensit under -328 ° F. Den nedre gränsen för manganinnehåll i vanlig austenitiskt manganstål är nära 10%. Ökande mangannivåer tenderar att öka lösligheten av kväve och väte i stålet. Premiumlegeringar med högre kolinnehåll och ytterligare legeringselement finns med manganhalter från 16-25% mangan. Dessa legeringar ägs av tillverkaren.
Silikonelement. Specifikationen av kisel i högt manganstål är 0.3% ~ 0.8%. Kisel minskar kolens löslighet i austenit, främjar karbidutfällning och minskar stålets slitstyrka och slitstyrka. Därför bör kiselhalten kontrolleras vid den lägre specifikationsgränsen.
Fosforelement. Specifikationsinnehållet i högt manganstål är P ≤ 0.7%. Vid smältning av högt manganstål på grund av den höga fosforhalten i ferromangan är fosforhalten i stål generellt hög. Eftersom fosfor minskar stålets slaghårdhet och gör gjutningen lätt att spricka bör fosforhalten i stål minskas så mycket som möjligt.
Svavelelement. Specifikationen för högt manganstål kräver S ≤ 0.05%. På grund av den höga manganhalten kombineras det mesta av svavlet och manganet i stålet med varandra för att bilda mangansulfid (MNS) och komma in i slaggen. Därför är svavelhalten i stålet ofta låg (vanligtvis inte mer än 0.03%). Därför är den skadliga effekten av svavel i högt manganstål högre än fosfor.
Kromelement. Krom används för att öka draghållfastheten och flödesmotståndet hos manganstål. Tillägg på upp till 3.0% används ofta. Krom ökar lösningshärdad hårdhet och minskar segheten hos manganstålet. Krom ökar inte den maximala arbetshärdade hårdhetsnivån eller töjningshärdningshastigheten. Krombärande kvaliteter kräver högre värmebehandlingstemperaturer eftersom kromkarbider är svårare att lösa i lösning. I vissa applikationer kan krom vara fördelaktigt, men i många applikationer är det ingen fördel att lägga krom till manganstål.
Molybden Element. Molybdentillskott till manganstål resulterar i flera förändringar. Först sänks martensitens starttemperatur, vilket ytterligare stabiliserar austeniten och fördröjer karbidutfällningen. Därefter ändrar molybdentillsättningar morfologin hos karbiderna som bildas under återuppvärmning efter att materialet har behandlats med en lösning. Korngränsfilmer av acikulära karbider bildas vanligtvis, men efter tillsats av molybden sammansmälts karbiderna som fälls ut och dispergeras genom kornen. Resultatet av dessa förändringar är att stålets seghet förbättras genom tillsats av molybden. En annan fördel med tillsatser av molybden kan förbättras som gjutna mekaniska egenskaper. Detta kan vara en verklig fördel under gjutningsproduktionen. I högre kolkvaliteter ökar molybden tendensen för begynnande fusion, så man måste vara försiktig för att undvika detta eftersom de resulterande mekaniska egenskaperna kommer att minska kraftigt.
Nickelelement. Nickel är en stark austenitstabilisator. Nickel kan förhindra omvandlingar och karbidutfällning även vid reducerade kylhastigheter under kylning. Detta kan göra nickel till ett användbart tillskott i produkter som har stora sektionsstorlekar. Ökande nickelinnehåll är förknippat med ökad seghet, en liten minskning av draghållfastheten och har ingen effekt på sträckgränsen. Nickel används också vid svetsning av fyllnadsmaterial för manganstål så att det avsatta materialet är fritt från hårdmetaller. Det är typiskt att ha lägre kolnivåer i dessa material tillsammans med den förhöjda nickeln för att ge det önskade resultatet.
Aluminiumelement. Aluminium används för att avoxidera manganstål, vilket kan förhindra nålhål och andra gasdefekter. Det är typiskt att använda tillsatser på 3 kg / ton i sleven. Ökande aluminiuminnehåll minskar de mekaniska egenskaperna hos manganstål samtidigt som det ökar sprödheten och hetrivningen. I praktiken är det lämpligt att hålla aluminiumresterna ganska låga för de flesta manganstålkvaliteter.
Titanelement. Titan kan användas för att avoxidera manganstålet. Dessutom kan titan binda kvävgas i titannitrider. Dessa nitrider är stabila föreningar vid ståltillverkningstemperaturer. När kvävet är fäst är det inte längre tillgängligt för att orsaka tapphål i gjutgodset. Titan kan också användas för att förfina kornstorleken, men effekten är minimal i tyngre sektioner.