Марганцевая сталь, также известная как сталь Гадфилда и мангаллой, представляет собой сплав стали и марганца. В большую часть стали добавляется небольшое количество марганца — от 0,15 до 0,8 процента, но марганцевая сталь содержит от 11 до 15 процентов марганца. Добавление марганца в стальной сплав придает ему множество уникальных свойств, таких как устойчивость к магнетизму, стойкость к истиранию, экстремальные долговечность и повышенная твердость поверхности без повышения хрупкости. Хотя его высокая прочность является благом во многих отраслях промышленности, он делает этот металл очень трудным для обработки и сверления, что требует сверла с алмазным наконечником или другого мощного метода сверления. Почти весь производимый и используемый марганец добавляется в стальные сплавы.
Сталь представляет собой сплав железа и углерода и обычно содержит следовые количества других металлов, таких как марганец. Обычное количество марганца невелико и помогает стали становиться более прочной, поэтому его можно использовать для изготовления инструментов или в строительстве. Марганцевая сталь добавляет в смесь значительное количество марганца, от 11 до 15 процентов, но некоторые металлурги добавляют до 25 процентов марганца.
Марганец, используемый в таком большом количестве, придает стали множество особых свойств. Хотя марганец сам по себе является магнитным, это магнитное свойство теряется, когда марганец соединяется со сталью, в результате чего металл становится полностью устойчивым к магнетизму. Прочность и стойкость к истиранию также резко возрастают, наряду с твердостью и ударной вязкостью. В то время как большинство сплавов, повышающих твердость, повышают хрупкость, добавка марганца не позволяет марганцевой стали испытывать эту проблему хрупкости, позволяя ей измельчать многие материалы при ударе.
Хотя долговечность и твердость обычно являются хорошими качествами прочного металла, особенно используемого в строительстве, именно эти два качества удерживают марганцевую сталь от более частого использования. Этот стальной сплав настолько прочен, что сверлить и резать его для изготовления новых деталей практически невозможно. Даже сверла с алмазным наконечником с трудом сверлят эту сталь, а нагревание сделает этот сплав прочнее, чем углеродистая сталь. Плазменная резка — один из немногих эффективных способов резки марганцовистой стали.
Вещественный марганец встречается в природе, но чаще создается путем нагревания пиролюзита с древесным углем. Марганец имеет множество применений, но большая часть марганца предназначена для добавления в сталь либо для обычных стальных сплавов, либо для марганцевой стали. Около 90 процентов всего марганца производится для этой цели, а остальное используется для повышения октанового числа бензина или для сплавов с другими металлами.