Des barres d'armature des bâtiments aux panneaux d'acier des voitures en passant par les casseroles en acier inoxydable dans la cuisine, le fer au manganèse joue un rôle dans presque tous les produits en acier.
Empêcher la formation de bulles dans l'acier en fusion
Pendant le processus de fusion, une quantité importante d’oxygène peut se dissoudre par inadvertance dans l’acier en fusion. Si cet oxygène reste dans l'acier, il formera de petites bulles à mesure que l'acier se solidifie-un peu comme les bulles trouvées à l'intérieur d'un bloc de glace. Ces bulles rendent l’acier fragile et susceptible de se briser.
Le rôle premier deferromanganèseconsiste à "capter" l'oxygène de l'acier en fusion. Le manganèse a une « affinité » particulière pour l’oxygène ; dès leur contact, ils se combinent pour former une scorie très légère qui flotte à la surface de l'acier en fusion, où elle est écumée. Cela élimine l'excès d'oxygène de l'acier en fusion, ce qui donne des lingots d'acier solides et denses.
Rendre l'acier à la fois dur et résistant
Le fer pur est en réalité assez mou et ne peut pas être utilisé directement comme matériau de structure. L'ajout d'une petite quantité de manganèse au fer en fusion augmente considérablement la résistance et la dureté de l'acier sans le rendre cassant.
De nombreuses barres d'armature-de construction, poutres de pont et poutres de protection automobiles contiennent une quantité appropriée de manganèse. Tout comme les barres d'armature dans le béton (bien que l'analogie soit un peu exagérée), elles permettent à l'acier de résister à des forces plus importantes sans sacrifier la ténacité.
Empêcher l'acier de se fissurer spontanément à haute température
Il s’agit d’une fonction cruciale du ferromanganèse que beaucoup de gens ignorent.
Le soufre est un « fauteur de troubles » naturel dans l’acier. Lorsque l'acier est chauffé à des températures supérieures à 1 000 degrés Celsius pour le laminage ou le forgeage, le soufre provoque des problèmes ; il provoque la « séparation » des grains de l'acier, ce qui entraîne la fissuration de l'acier sous pression. Ce phénomène est connu sous le nom de « manque de chaleur ».
Ferro-manganèseintervient pour se « lier » au soufre, formant un composé très résistant à la chaleur-appelé sulfure de manganèse. Ce composé reste solidement à l'intérieur du grain sans perturber les joints des grains. En conséquence, les effets destructeurs du soufre sont complètement neutralisés.
Pourquoi différents types de ferro-manganèse sont-ils utilisés pour différentes qualités d'acier ?
Le ferro-manganèse est classé en trois types en fonction de sa teneur en carbone :
- Barres d'armature standards et acier de construction générale :Ferro-manganèse à haute teneur en carboneest suffisant ; c'est peu coûteux et répond aux exigences.
- Pièces mécaniques exigeant de la ténacité et de la résistance (par exemple, engrenages, arbres) : Utiliserferromanganèse carboné moyen-.
- Acier inoxydable et acier allié-de haute qualité (par exemple, ustensiles de cuisine, dispositifs médicaux) :Ferromanganèse à faible-carbonedoit être utilisé, car un excès de carbone peut être préjudiciable.
Le ferro-manganèse peut sembler banal dans la fabrication de l'acier, mais il remplit trois fonctions essentielles : la désoxydation, le renforcement et la désulfuration. Sans cela, les coûts de production de l’acier monteraient en flèche et la qualité de l’acier chuterait.
