Mangan (Mn) – właściwości i znaczenie w metalurgii stali
Mangan (Mn) jest jednym z najważniejszych pierwiastków stosowanych w produkcji stali. Pełni zarówno funkcję dodatku technologicznego, wykorzystywanego do odtleniania i ograniczania szkodliwego oddziaływania siarki, jak i pierwiastka stopowego wpływającego na strukturę, wytrzymałość, hartowność oraz odporność materiału na zużycie.
Mangan należy do metali przejściowych i jest szeroko wykorzystywany w produkcji stali konstrukcyjnych, narzędziowych, sprężynowych, nierdzewnych i specjalnych. Jego znaczenie wynika z korzystnego wpływu na wiele właściwości mechanicznych, stosunkowo niskiego kosztu oraz możliwości wprowadzania do ciekłej stali w postaci żelazomanganu lub innych dodatków metalurgicznych.
Jednym z najbardziej charakterystycznych przykładów wykorzystania manganu jest stal Hadfielda 1.3401 / X120Mn12, znana na świecie również jako Mangalloy lub Hadfield manganese steel. Stal ta zawiera zwykle około 11–14% manganu i około 1,0–1,4% węgla. Wyróżnia się zdolnością do intensywnego umacniania powierzchni pod wpływem nacisku i uderzeń, dzięki czemu znajduje zastosowanie w przemyśle wydobywczym, cementowym, kolejowym oraz maszynach narażonych na silne obciążenia mechaniczne.
Mangan – właściwości fizyczne i chemiczne
Mangan jest metalem o srebrzystoszarym zabarwieniu. W postaci czystej jest stosunkowo twardy i kruchy, dlatego jego podstawowym zastosowaniem przemysłowym nie są samodzielne elementy konstrukcyjne, lecz produkcja stopów metali, szczególnie stopów żelaza.
Podstawowe właściwości manganu:
- Symbol chemiczny: Mn.
- Liczba atomowa: 25.
- Masa atomowa: 54,938 u.
- Grupa układu okresowego: 7.
- Temperatura topnienia: około 1246°C.
- Temperatura wrzenia: około 2061°C.
- Gęstość: około 7,3 g/cm³ w temperaturze pokojowej.
- Konfiguracja elektronowa: [Ar] 3d5 4s2.
- Najważniejsze stopnie utlenienia: +2, +3, +4, +6 i +7.
Wartości temperatur można porównać z zestawieniem temperatur topnienia metali i stopów. Dane dotyczą czystego manganu, a nie stali manganowej, której gęstość, temperatura przemian i pozostałe właściwości zależą od składu chemicznego oraz struktury.
Mangan jako dodatek stopowy do stali
Mangan jest jednym z najczęściej stosowanych dodatków stopowych w metalurgii żelaza. Jego działanie zależy od zawartości w stali, ilości węgla, obecności innych pierwiastków stopowych, szybkości chłodzenia oraz zastosowanej obróbki cieplnej.
Do najważniejszych funkcji manganu należy zwiększanie hartowności stali, umacnianie roztworu stałego, wpływ na przemiany fazowe, stabilizowanie austenitu w odpowiednich składach chemicznych oraz ograniczanie niekorzystnego działania siarki podczas obróbki na gorąco.
Wpływ manganu na wytrzymałość i hartowność
Mangan wpływa na właściwości mechaniczne stali przede wszystkim przez umocnienie roztworu stałego oraz zmianę przebiegu przemian strukturalnych podczas chłodzenia. W odpowiednio dobranym składzie chemicznym może zwiększać wytrzymałość mechaniczną, granicę plastyczności i hartowność.
Hartowność oznacza zdolność stali do uzyskania struktury hartowniczej na określonej głębokości przekroju. Nie jest to pojęcie tożsame z twardością. Mangan zwiększa hartowność wielu gatunków stali, ponieważ opóźnia dyfuzyjne przemiany austenitu podczas chłodzenia. Umożliwia to uzyskanie wymaganej struktury również w elementach o większych przekrojach.
Zjawisko to wykorzystuje się między innymi w stalach konstrukcyjnych przeznaczonych do ulepszania cieplnego, stalach sprężynowych oraz wybranych stalach narzędziowych. Zbyt wysoka zawartość manganu może jednak zwiększać skłonność do segregacji, powstawania austenitu szczątkowego i pogorszenia niektórych właściwości technologicznych. Dlatego ilość Mn musi być dostosowana do konkretnego gatunku i wymaganej obróbki cieplnej.
Mangan jako odtleniacz stali
W procesie stalowniczym mangan reaguje z tlenem rozpuszczonym w ciekłym metalu, tworząc tlenki manganu oraz składniki złożonych wtrąceń tlenkowych. Właściwe odtlenianie zmniejsza zawartość rozpuszczonego tlenu i ogranicza ryzyko powstawania niektórych wad metalurgicznych.
Do odtleniania stosuje się również krzem i glin. Mangan współdziała z tymi pierwiastkami, a jego skuteczność zależy od warunków procesu oraz składu ciekłej stali.
Wiązanie siarki przez mangan
Istotną funkcją manganu jest ograniczanie szkodliwego wpływu siarki. Pierwiastek ten ma większe powinowactwo chemiczne do siarki niż żelazo, dlatego sprzyja tworzeniu siarczku manganu MnS zamiast siarczku żelaza FeS. Ogranicza to ryzyko kruchości na gorąco, która może występować podczas walcowania i kucia stali.
Nie oznacza to jednak, że cała siarka zostaje usunięta do żużla. Siarczki manganu często pozostają w gotowej stali jako wtrącenia niemetaliczne. Ich obecność i rozmieszczenie mogą wpływać na własności mechaniczne, plastyczność, odporność zmęczeniową oraz odporność na korozję. W stalach automatowych odpowiednio kontrolowane wtrącenia MnS mogą poprawiać skrawalność, natomiast w stalach nierdzewnych mogą stanowić miejsca inicjacji korozji wżerowej.
Mangan a struktura stali
Mangan wpływa na równowagę fazową stopów żelaza i na temperatury przemian strukturalnych. Jego rozpuszczalność w żelazie zależy od temperatury i odmiany alotropowej. W żelazie alfa, mającym sieć przestrzennie centrowaną, jest ograniczona, natomiast w żelazie gamma o sieci regularnej ściennie centrowanej może być znacznie większa.
Mangan należy do pierwiastków sprzyjających stabilizacji austenitu. W stalach o niewielkiej zawartości tego pierwiastka, zależnie od zawartości węgla i warunków chłodzenia, mogą występować struktury ferrytyczne, ferrytyczno-perlityczne, bainityczne lub martenzytyczne. Duża zawartość manganu, w połączeniu z odpowiednią ilością węgla i innych dodatków, umożliwia otrzymanie struktury austenitycznej stabilnej w temperaturze pokojowej.
Przykładem jest stal Hadfielda, w której austenit zachowuje się po przesycaniu i szybkim chłodzeniu. Dzięki temu materiał łączy wysoką ciągliwość i odporność na obciążenia udarowe ze zdolnością do intensywnego umacniania podczas pracy.
Zawartość manganu w różnych rodzajach stali
Mangan występuje w wielu grupach stali, jednak jego zawartość może różnić się bardzo znacząco. W zwykłych stalach konstrukcyjnych wynosi najczęściej od ułamków procenta do około 1–2%, natomiast w niektórych gatunkach specjalnych przekracza 10% masy.
Przykładowe zastosowania manganu obejmują:
- Stale węglowe i konstrukcyjne: mangan wpływa na odtlenienie, hartowność, wytrzymałość i własności technologiczne.
- Stale sprężynowe: mangan, często w połączeniu z krzemem i chromem, pomaga uzyskiwać wymagane właściwości po obróbce cieplnej.
- Stale narzędziowe: mangan wpływa na hartowność oraz przemiany strukturalne podczas hartowania i odpuszczania.
- Stale nierdzewne chromowo-niklowe serii 300: mangan jest jednym z dodatków technologicznych i stopowych, zwykle występującym w ilościach znacznie mniejszych niż w stalach wysokomanganowych.
- Stale nierdzewne chromowo-manganowe serii 200: mangan wraz z azotem i innymi dodatkami umożliwia częściowe ograniczenie zawartości niklu.
- Stale wysokomanganowe Hadfielda: zawierają zwykle około 11–14% manganu i są przeznaczone do pracy przy dużych naciskach oraz obciążeniach udarowych.
- Nowoczesne stale TWIP: zawierają często około 15–30% manganu i wykorzystują bliźniakowanie odkształceniowe do uzyskania połączenia wysokiej wytrzymałości i plastyczności.
W przypadku stali nierdzewnych austenitycznych mangan może częściowo zastępować nikiel jako pierwiastek stabilizujący austenit. Nie oznacza to jednak pełnej zamienności wszystkich właściwości tych dwóch pierwiastków. Stale chromowo-manganowe mogą różnić się od klasycznych stali chromowo-niklowych odpornością na korozję, podatnością na obróbkę oraz stabilnością strukturalną.
Odkrycie manganu i historia jego zastosowania w stali
Związki manganu były znane i wykorzystywane na długo przed wyodrębnieniem tego pierwiastka. Dwutlenek manganu MnO2, występujący naturalnie jako piroluzyt, stosowano między innymi jako pigment oraz surowiec wykorzystywany przy produkcji szkła. Związki manganu mogły nadawać szkłu fioletowe zabarwienie, a w odpowiednich warunkach służyły także do usuwania zielonkawego odcienia powodowanego przez związki żelaza.
W XVIII wieku właściwości związków manganu badał niemiecki chemik Johann Heinrich Pott. Istotną rolę w poznaniu tego pierwiastka odegrał również szwedzki chemik Carl Wilhelm Scheele, który w 1774 roku przedstawił wyniki badań potwierdzające odrębność manganu jako pierwiastka.
Za odkrywcę manganu tradycyjnie uznaje się szwedzkiego chemika Johana Gottlieba Gahna, który w 1774 roku otrzymał metaliczny mangan przez redukcję jego związków. Warto jednak wspomnieć, że wcześniejszy opis otrzymania manganu przedstawił Ignatius Kaim w rozprawie z 1771 roku.
Mangan i rozwój procesu Bessemera
Przełomowe znaczenie manganu dla przemysłowej produkcji stali ujawniło się w XIX wieku. Rozwijany przez Henry’ego Bessemera proces konwertorowy pozwalał na znaczne zwiększenie skali wytwarzania stali, jednak początkowo pojawiały się trudności z uzyskaniem właściwej jakości materiału.
Ważne udoskonalenie wprowadził brytyjski metalurg Robert Forester Mushet, który w 1856 roku zastosował dodatek stopu żelaza, manganu i węgla, znanego jako spiegeleisen. Umożliwiło to bardziej kontrolowane przywracanie wymaganej zawartości węgla oraz poprawę jakości stali po procesie świeżenia.
Wprowadzenie manganu do technologii stalowniczej przyczyniło się do rozwoju produkcji materiałów o lepszej podatności na przeróbkę plastyczną i bardziej przewidywalnych właściwościach.
Robert Abbott Hadfield i powstanie stali Mangalloy
Jednym z najważniejszych wydarzeń w historii metalurgii stopowej było opracowanie wysokomanganowej stali austenitycznej przez brytyjskiego metalurga Roberta Abbotta Hadfielda (1858–1940).
Hadfield rozpoczął badania nad stalą manganową na początku lat osiemdziesiątych XIX wieku. W 1882 roku opracował nowy materiał o niezwykłym połączeniu odporności na uderzenia i zdolności do umacniania podczas odkształcenia. Pierwsze rozwiązania patentował już w 1883 roku, a wyniki kolejnych badań szerzej przedstawił w 1888 roku.
Stal ta stała się znana jako Hadfield steel, a z czasem również jako Mangalloy. Jej właściwości okazały się szczególnie przydatne w górnictwie, transporcie kolejowym i konstrukcji ciężkich urządzeń przemysłowych. Mimo rozwoju nowoczesnych stali trudnościeralnych klasyczne stopy Hadfielda nadal pozostają istotną grupą materiałów przeznaczonych do pracy w wymagających warunkach udarowo-ściernych.
Mangalloy – stal manganowa Hadfielda 1.3401 / X120Mn12
Mangalloy jest rozpowszechnionym angielskim określeniem wysokomanganowej stali austenitycznej, znanej również jako Hadfield steel, manganese steel, austenitic manganese steel lub Hadfield manganese steel. Nazwa odnosi się do rodziny stali opracowanej przez Roberta Abbotta Hadfielda, której charakterystyczną cechą jest duża zawartość manganu i zdolność do silnego umacniania powierzchni podczas eksploatacji.
Jednym z najważniejszych gatunków należących do tej grupy jest 1.3401 / X120Mn12. W literaturze i dokumentacji technicznej spotyka się również oznaczenia X120Mn13, 110G12, 11G12, Z120Mn12 oraz odpowiednie gatunki staliwa wysokomanganowego według ASTM A128 i innych systemów normalizacyjnych.
Należy pamiętać, że Mangalloy jest nazwą rodzajową, a nie samodzielnym numerem materiałowym. Poszczególne gatunki i odmiany stali Hadfielda mogą różnić się zawartością węgla, manganu, chromu, niklu oraz dopuszczalnymi poziomami zanieczyszczeń. Podobieństwo oznaczeń nie oznacza automatycznie identycznego składu chemicznego ani pełnej zamienności materiałów.
Skład chemiczny Mangalloy – stal 1.3401 / X120Mn12
Klasyczna stal Hadfielda zawiera zwykle około 1,0–1,4% węgla oraz 11–14% manganu. Dla gatunku 1.3401 / X120Mn12 typowe zakresy podawane w kartach producentów są następujące:
| C | Mn | Si | Cr | P | S |
|---|---|---|---|---|---|
| 1,10–1,30 | 12,00–13,00 | 0,30–0,50 | ≤1,50 | ≤0,10 | ≤0,040 |
Skład chemiczny podano w procentach masowych. Wartości mają charakter orientacyjnego zestawienia dla gatunku X120Mn12. Ostateczne wymagania odbiorowe należy zawsze sprawdzić w odpowiedniej specyfikacji materiałowej oraz dokumentacji dostawy.
Wysoka zawartość manganu, przy odpowiedniej zawartości węgla, umożliwia uzyskanie struktury austenitycznej. To właśnie struktura materiału, a nie sama liczba procentów manganu, odpowiada za charakterystyczne właściwości użytkowe stali Mangalloy.
Samoutwardzanie Mangalloy – na czym polega umacnianie zgniotowe?
Najważniejszą cechą stali Hadfielda jest zjawisko umacniania zgniotowego, określane również jako work hardening lub strain hardening. Pod wpływem nacisków, uderzeń i odkształceń plastycznych warstwa powierzchniowa materiału stopniowo zwiększa swoją twardość.
W początkowym stanie dostawy stal Mangalloy nie jest wyjątkowo twarda. Jej twardość wynosi często około 180–240 HBW, zależnie od gatunku i stanu materiału. Podczas intensywnej eksploatacji powierzchnia może osiągać znacznie większą twardość, nawet około 450–600 HBW w sprzyjających warunkach obciążenia. Jednocześnie głębsze warstwy materiału zachowują stosunkowo wysoką ciągliwość i zdolność do pochłaniania energii uderzeń.
W mikrostrukturze dochodzi do wzrostu gęstości dyslokacji, oddziaływania defektów sieci krystalicznej oraz – w odpowiednich warunkach – bliźniakowania odkształceniowego. Mechanizmy te utrudniają dalsze przemieszczanie się dyslokacji i powodują wzrost oporu materiału przeciwko odkształceniu plastycznemu.
W praktyce oznacza to, że powierzchnia narażona na intensywne uderzenia i naciski staje się coraz twardsza, podczas gdy rdzeń elementu pozostaje odporny na pękanie pod wpływem obciążeń dynamicznych. Takie połączenie właściwości jest szczególnie cenne w kruszarkach, rozjazdach kolejowych i urządzeniach do przeróbki materiałów mineralnych.
Właściwości mechaniczne stali Mangalloy
Właściwości mechaniczne stali Hadfielda zależą od jej składu, sposobu wytwarzania, obróbki cieplnej i stopnia umocnienia. Dla odpowiednio przesyconej stali 1.3401 można spotkać następujące orientacyjne wartości:
| Właściwość | Wartość orientacyjna |
|---|---|
| Wytrzymałość na rozciąganie Rm | 800–1100 MPa |
| Granica plastyczności | około 350 MPa lub więcej |
| Wydłużenie po zerwaniu | często 40% lub więcej |
| Twardość w stanie przesyconym | około 180–240 HBW |
| Twardość powierzchni po intensywnym umocnieniu | w korzystnych warunkach do około 500–600 HBW |
Podane wartości nie zastępują wymagań konkretnej normy produktu ani świadectwa odbioru. W szczególności twardość uzyskana w wyniku zgniotu nie jest stałą cechą całego przekroju wyrobu i zależy od historii obciążeń.
Odporność Mangalloy na ścieranie – kiedy sprawdza się najlepiej?
Stal Hadfielda jest szczególnie skuteczna w warunkach, w których zużyciu ściernemu towarzyszą duże naciski, uderzenia lub intensywne odkształcenia powierzchniowe. Dzięki umacnianiu warstwy wierzchniej zwiększa się jej odporność na dalsze zużywanie.
Nie należy jednak zakładać, że Mangalloy zawsze będzie odporniejszy na ścieranie od każdej stali trudnościeralnej. W warunkach lekkiego tarcia, przy niewielkich obciążeniach i bez znaczącego umacniania powierzchni, jego odporność na zużycie może być znacznie mniej korzystna niż w przypadku materiałów posiadających wysoką twardość już w stanie dostawy.
Dobór materiału zależy zatem od mechanizmu zużycia. Do urządzeń poddawanych bardzo silnym uderzeniom stal Hadfielda może być znakomitym rozwiązaniem, natomiast przy dominującym ścieraniu bez udarów warto porównać ją z innymi gatunkami stali odpornych na zużycie.
Zastosowanie stali Mangalloy i Hadfielda
Wysokomanganowe stale austenityczne stosowane są przede wszystkim w elementach narażonych na znaczne obciążenia dynamiczne i ścieranie połączone z naciskiem. Typowe zastosowania obejmują szczęki i wykładziny kruszarek, młoty udarowe, elementy przesiewaczy, części maszyn górniczych, rozjazdy i krzyżownice kolejowe, elementy urządzeń do śrutowania, części koparek oraz urządzeń transportujących materiały sypkie.
Ze względu na wysoką ciągliwość, charakterystyczne właściwości austenitycznej struktury oraz niewielką podatność na namagnesowanie w odpowiednim stanie materiału stal Hadfielda znajduje również zastosowanie w wybranych elementach zabezpieczeń technicznych, osłonach, kratach i konstrukcjach specjalnych. Mangalloy nie jest jednak stalą nierdzewną i nie należy utożsamiać jej odporności na obciążenia mechaniczne z odpornością na korozję.
Obróbka cieplna stali Hadfielda
Podstawową obróbką cieplną klasycznej stali Hadfielda jest przesycanie, polegające na nagrzaniu do temperatury umożliwiającej rozpuszczenie niepożądanych wydzieleń węglikowych, a następnie na odpowiednio szybkim chłodzeniu, zwykle w wodzie. Dla gatunku 1.3401 spotyka się temperatury przesycania w zakresie około 1000–1100°C, zależnie od wyrobu, przekroju i zaleceń producenta.
Celem takiej obróbki jest uzyskanie właściwej struktury austenitycznej, bez niekorzystnych wydzieleń węglików, które mogłyby pogarszać ciągliwość i odporność na uderzenia. Nie jest to klasyczne hartowanie martenzytyczne stosowane w wielu stalach konstrukcyjnych.
Nieprawidłowe nagrzewanie lub zbyt wolne chłodzenie może prowadzić do wydzielania węglików, zwłaszcza na granicach ziaren, a w konsekwencji do pogorszenia właściwości mechanicznych. Dlatego parametry obróbki cieplnej należy dobierać do konkretnego gatunku i postaci wyrobu.
Obróbka skrawaniem Mangalloy
Jedną z największych trudności technologicznych stali Hadfielda jest jej podatność na umacnianie podczas skrawania. Nacisk narzędzia i odkształcenia plastyczne mogą powodować szybki wzrost twardości obrabianej warstwy, co przyspiesza zużywanie ostrza i utrudnia kolejne przejścia narzędzia.
W praktyce stosuje się sztywne obrabiarki, stabilne mocowanie detali, odpowiednio dobrane narzędzia skrawające i parametry pracy umożliwiające usuwanie umocnionej warstwy. Szczególnie niekorzystne jest długotrwałe tarcie narzędzia o powierzchnię bez efektywnego skrawania.
W przypadku bardziej skomplikowanych kształtów wykorzystuje się także cięcie strumieniem wody, obróbkę elektroerozyjną lub inne metody ograniczające trudności związane z umacnianiem powierzchni. Dobór technologii zależy od wymiarów detalu, wymaganej dokładności i postaci materiału.
Spawanie i napawanie stali manganowej
Spawanie i napawanie stali Hadfielda wymaga ograniczenia nadmiernego dopływu ciepła. Wysoka temperatura i zbyt długie przebywanie materiału w niekorzystnym zakresie temperatur mogą sprzyjać wydzielaniu węglików oraz utracie pożądanej ciągliwości.
W typowych procedurach dla austenitycznej stali manganowej unika się wysokiego podgrzewania wstępnego, stosuje niski dopływ ciepła i kontroluje temperaturę międzyściegową. Szczegółowe wymagania zależą od gatunku, materiału dodatkowego, rodzaju połączenia i zatwierdzonej technologii spawania.
Przy regeneracji elementów, takich jak szczęki kruszarek czy części rozjazdów kolejowych, należy również uwzględnić stan zużytej i umocnionej powierzchni. Nie należy automatycznie stosować zasad spawania opracowanych dla zwykłych stali konstrukcyjnych.
Formy wyrobów ze stali 1.3401 / X120Mn12
Stal Hadfielda 1.3401 / X120Mn12 jest oferowana w różnych formach hutniczych, zależnie od technologii produkcji i wymagań zamawiającego. Dostępne mogą być pręty walcowane okrągłe, pręty kwadratowe, płaskowniki walcowane lub wycinane z blach, pręty kute, odkuwki swobodnie kute, blachy oraz formatki przygotowane według rysunku technicznego.
W zastosowaniach wymagających skomplikowanych kształtów wykorzystuje się również staliwo wysokomanganowe, na przykład gatunki GX120Mn13 i inne odmiany odlewnicze stali Hadfielda. Należy jednak odróżniać stal przerabianą plastycznie od staliwa, ponieważ są to różne grupy wyrobów, których wymagania chemiczne, mechaniczne i odbiorowe mogą się różnić.
Mangalloy, 1.3401, 110G12 i ASTM A128 – czy to ten sam materiał?
W praktyce handlowej oznaczenia te często stosowane są do opisu bardzo podobnych stali wysokomanganowych. Nie powinny być jednak traktowane jako bezwarunkowo identyczne.
Mangalloy jest nazwą zwyczajową stali wysokomanganowej. 1.3401 jest numerem materiałowym, a X120Mn12 oznaczeniem gatunkowym. Oznaczenia 110G12 i 11G12 występują w dawnych polskich specyfikacjach branżowych. Z kolei ASTM A128 dotyczy odlewów ze staliwa austenitycznego manganowego i obejmuje różne odmiany materiałowe.
Mangan w nowoczesnych stalach wysokomanganowych – TWIP
Znaczenie manganu we współczesnej metalurgii wykracza poza klasyczną stal Hadfielda. Pierwiastek ten jest ważnym składnikiem nowoczesnych stali wysokomanganowych TWIP (Twinning-Induced Plasticity), w których wykorzystuje się zjawisko bliźniakowania odkształceniowego.
Stale TWIP charakteryzują się austenityczną strukturą i mogą zawierać od kilkunastu do około 30% manganu. Podczas odkształcenia powstają bliźniaki krystalograficzne, które utrudniają dalszy ruch dyslokacji, zwiększając zdolność materiału do umacniania przy zachowaniu bardzo dużej plastyczności.
Takie materiały są rozwijane między innymi z myślą o konstrukcjach samochodowych pochłaniających energię zderzenia, lekkich elementach o wysokiej wytrzymałości oraz innych zastosowaniach wymagających korzystnego połączenia ciągliwości i wytrzymałości. Choć stale TWIP i Mangalloy mogą wykorzystywać podobne mechanizmy umocnienia, różnią się składem chemicznym, przeznaczeniem i wymaganiami technologicznymi.
Mangan jest pierwiastkiem o wyjątkowo szerokim zastosowaniu w technologii stali. W niewielkich ilościach pomaga regulować proces metalurgiczny i wpływa na właściwości mechaniczne, natomiast w większych stężeniach może zasadniczo zmieniać strukturę materiału.
Stale wysokomanganowe, szczególnie Mangalloy 1.3401 / X120Mn12, pokazują, że odporność na zużycie nie zawsze wynika z wysokiej twardości początkowej. W ich przypadku kluczowa jest możliwość umacniania powierzchni podczas pracy przy zachowaniu ciągliwego, odpornego na uderzenia rdzenia.
Przy doborze gatunku stali manganowej należy uwzględniać rzeczywiste warunki obciążenia, charakter zużycia, wymaganą postać wyrobu, skład chemiczny oraz właściwy stan obróbki cieplnej. Właśnie te czynniki decydują o możliwości wykorzystania charakterystycznych właściwości stali Hadfielda w praktyce przemysłowej.