В жидком состоянии железо и марганец полностью взаимно растворимы, химических соединений они не образуют. Сплавы марганца, содержащие 75—85% Mn, с железом легкоплавки, температура плавления железа и Mn составляет около 1380° С.
С углеродом марганец образует карбиды Mn7C3, Mn3C, Mn5C3 и Мn4C (точнее Mn23C6).
Известны сплавы марганца с кремнием: Mn2Si (20,3% Si), MnSi (33,8% Si) и Mn2Si3 (43,4% Si) с температурой плавления соответственно — 1320, 1260 и 1170° С. Наиболее прочным из них является MnSi [H°298 = 60,60 МДж (145 ккал).
Поскольку силицид Mn прочнее карбида, с увеличением содержания кремния в сплаве содержание углерода падает.
С кислородом марганец образует четыре окисла: MnO2, Mn2O3, Mn3O4 и MnO. Из них наиболее прочен MnO, температура диссоциации которого выше 3000° С. Известно существование следующих фосфидов марганца: Mn5P2, MnP, MnP2 и MnP3.
С серой марганец образует сульфиды MnS и MnS2. Сульфид MnS — прочное химическое соединение, малорастворимое в марганце, как в твердом, так и в жидком.
С азотом Mn образует нитриды Mn4N, Mn5N2, Mn2N и Mn3N2.
Таблица 1. Химический состав ферромарганца и металлического марганца
Кликните на рисунок, чтобы увеличить.
В сталеплавильном производстве марганец применяют для раскисления и легирования стали обычно в виде сплава Mn с железом — ферромарганца или марганца с кремнием — силикомарганца. Сортамент марганцевых сплавов в основном построен по содержанию углерода, и при этом низкоуглеродистые сплавы марганца характеризуются и низким содержанием фосфора. Сортамент силикомарганца построен по содержанию кремния, и более богатые по кремнию сплавы отличаются более низким содержанием углерода и фосфора.
