A 20MN2 kerek acél (GB/T 3077) kompozíciója 0,17–0,24% szén (C), 0,17–0,37% szilícium (SI), 1,40–1,80% mangán (MN), kevesebb, mint 0,040% P, kevesebb, mint 0,25%).
A mangán (1,40–1,80%) a fokozott kémiai keménység elsődleges hajtóereje - A keményíthetőség az acél azon képességére utal, hogy a martenzitet képezzék a hűtés során. Az MN ezt két mechanizmuson keresztül érheti el:
Austenit stabilizáció: A mangán csökkenti a martenzit indítási hőmérsékletét (MS) és meghosszabbítja a martenzit képződésének időablakát. Ez azt jelenti, hogy az acél lassabban lehűlhet (pl. A levegő hűtése a vékony szakaszokhoz), és továbbra is martenzitet képez, míg az alacsony- MN acélok (pl. 20# 0,35–0,65% MN -vel) gyors vízgátolást igényelnek a gyöngyképződés elkerülése érdekében.
Diffúziós gátlás: Az MN atomok lassítják a szén- és vas atomok diffúzióját az austenit mátrixban, késleltetve az austenit puha gyöngyökké vagy bainitré alakítását. Ez több időt ad az acélnak a martenzit eléréséhez - Hőmérsékletek kialakulásához, mielőtt a lágyabb fázisok kialakulnának, növelve a keményedés mélységét (a martenzitikus réteg vastagsága).
Az alacsony szén -dioxid -szén (0,17–0,24%) biztosítja, hogy a martenzit továbbra is gátló maradjon, míg a szilícium dezoxidálóként működik, hogy csökkentse az olyan zárványokat, amelyek aláásnák a keménység konzisztenciáját.