Wat is mangaanstaal?
Mangaanstaal, ook bekend als Hadfield-staal en mangalloy, is een legering van staal en mangaan. Aan het meeste staal is een klein beetje - ongeveer 0,15 tot 0,8 procent - mangaan toegevoegd, maar mangaanstaal bevat ongeveer 11 tot 15 procent mangaan. Het toevoegen van mangaan aan een staallegering geeft het vele unieke eigenschappen, zoals weerstand tegen magnetisme, slijtvastheid, extreme duurzaamheid en betere oppervlaktehardheid zonder een toename van de brosheid. Hoewel zijn hoge duurzaamheid een zegen is in veel industrieën, maakt het dit metaal zeer moeilijk te bewerken en te boren, waarvoor een diamantboor of een andere krachtige boormethode vereist is. Bijna alle mangaan gemaakt en gebruikt wordt toegevoegd aan staallegeringen.
Staal is een legering van ijzer en koolstof, en het heeft meestal sporen van andere metalen, zoals mangaan. De gebruikelijke hoeveelheid mangaan is gering en helpt staal taaier te maken, zodat het kan worden gebruikt om gereedschappen te maken of in de bouw. Mangaanstaal voegt een aanzienlijke hoeveelheid mangaan toe aan het mengsel, ongeveer 11 tot 15 procent, maar sommige metallurgisten voegen tot 25 procent mangaan toe.
Mangaan geeft, wanneer het in zo'n hoge hoeveelheid wordt gebruikt, veel speciale eigenschappen aan staal. Hoewel mangaan zelf magnetisch is, gaat deze magnetische eigenschap verloren wanneer mangaan wordt gecombineerd met staal, waardoor het metaal volledig bestand is tegen magnetisme. De duurzaamheid en slijtvastheid gaan ook dramatisch omhoog, samen met hardheid en slagvastheid. Terwijl de meeste legeringen die de hardheid helpen de brosheid verhogen, voorkomt het mangaan-additief dat mangaanstaal dit brosheidsprobleem ervaart, waardoor het veel materialen kan verpulveren bij impact.
Hoewel duurzaamheid en hardheid meestal goede eigenschappen zijn in een stevig metaal, vooral een die wordt gebruikt voor de bouw, zijn het deze twee eigenschappen die voorkomen dat mangaanstaal vaker wordt gebruikt. Deze staallegering is zo sterk dat boren en snijden om nieuwe onderdelen te vormen bijna onmogelijk is. Zelfs boormachines met diamanten punt hebben moeite om in dit staal te boren, en het verwarmen ervan zal deze legering sterker maken dan koolstofstaal. Plasmasnijden is een van de weinige effectieve manieren om mangaanstaal te snijden.
Het materiaal mangaan komt in de natuur voor, maar wordt vaker gemaakt door pyrolusiet te verwarmen met houtskool. Mangaan heeft veel toepassingen, maar de meeste mangaan is gemaakt om aan staal te worden toegevoegd, hetzij voor normale staallegeringen of voor mangaanstaal. Ongeveer 90 procent van alle mangaan wordt voor dit doel gemaakt, terwijl de rest wordt gebruikt om het octaangetal in gas te verhogen of te legeren met andere metalen.