Ο στρογγυλός χάλυβας 45mn2 (GB/T 699) έχει σύνθεση 0,42-0,49% άνθρακα (C), 0,17-0,37% πυρίτιο (SI), 1,40-1,80% μαγγάνιο (Μη), λιγότερο ή ίσο με 0,035% φωσφορίο (P), λιγότερο από το 0,035% θείο (S), TRACE Chromium 0,25%)/νικέλιο (Ni μικρότερο ή ίσο με 0,25%).
Το μαγγάνιο (1,40-1,80%) είναι το βασικό στοιχείο που ενισχύει τη χημική σκληρότητα - το υψηλό περιεχόμενό του ενεργεί μέσω δύο βασικών μηχανισμών:
Σταθεροποίηση ωστενίτη: Το MN μειώνει τη θερμοκρασία εκκίνησης martensite (MS) και επεκτείνει το χρονικό παράθυρο για τον σχηματισμό μαρτενσίτη κατά τη διάρκεια της ψύξης. Σε αντίθεση με τους χάλυβες MN (π.χ. 45# με 0,50-0,80% MN), 45mn2 μπορούν να σχηματίσουν μαρτενσίτη με βραδύτερους ρυθμούς ψύξης (π.χ. ψύξη αέρα για τμήματα 10-20mm)
Αναστολή διάχυσης: Τα άτομα Mn επιβραδύνουν την κίνηση του άνθρακα και του σιδήρου στη μήτρα ωστενίτη, καθυστερώντας τον μετασχηματισμό του ωστενίτη σε μαλακό μαργαριτάρι ή διτρίτη. Αυτό εξασφαλίζει ότι περισσότερο austenite μετασχηματίζεται σε σκληρό μαρτενσίτη, αυξάνοντας το βάθος της σκλήρυνσης (το πάχος του πλήρως μαρτενιτικού στρώματος) κατά 30-40% σε σύγκριση με 45#.
Ο άνθρακας (0,42-0,49%) παρέχει την αντοχή βάσης σχηματίζοντας καρβίδια, ενώ το πυρίτιο δρα ως αποξειδωτικό για να μειώσει τα εγκλείσματα οξειδίου που θα διαταράξουν τον σχηματισμό μαρτενσίτη. Η συνέργεια μεταξύ του High MN και του μέτρου C κάνει τη σκληρότητα του 45mn2 πολύ ανώτερη από απλούς χάλυβες άνθρακα παρόμοιων περιεκτικότητας σε άνθρακα.