เหล็กกล้าแมงกานีสสูงเป็นเหล็กที่มีโครงสร้างพื้นเป็นออสเทนไนท์ ในสภาพอบชุบ เนื่องจากอิทธิพลของธาตุแมงกานีส โครงสร้างออสเทนไนส์ ของเหล็กชนิดนี้มีความเหนียวสูง รับแรงกระแทกได้ดี อัตราการขยายตัวของรอยแตกร้าวต่ำ และอัตราการเกิด Work-Hardening สูง จากคุณสมบัติที่ได้เหล่านี้ทำให้เหล็กชนิดนี้มีคุณสมบัติทนต่อการเสียดสีที่ผิว และรับแรงกระแทกได้เป็นอย่างดี โดยปกติแล้วในการหลอมเหล็กกล้าแมงกานีสสูง จะนำเศษเหล็กมาผสมด้วย จำนวนหนึ่งเสมอเพื่อลดต้นทุนการผลิต และเพื่อใช้ประโยชน์จากเศษเหล็กดังกล่าว ปัญหาที่มักจะพบคือ เมื่อผสมเศษเหล็กจำนวนมากพบว่า ชิ้นงานที่ได้มีคุณภาพต่ำกว่าที่ควรจะเป็น มีความต้านทานการสึกหรอลดลง และมีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกหักมากกว่าปกติ ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดว่า มีสามารถเนื่องจากอะไร งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาอิทธิพลของปริมาณเศษเหล็ก ขนาดชิ้นงาน และอุณหภูมิเทต่อโครงสร้างและคุณสมบัติของเหล็กกล้าแมงกานีสสูง เพื่อหาสาเหตุและที่มาของปัญหาดังกล่าว ผลการศึกษาโครงสร้างมหภาค และโครงสร้างจุลภาคของชิ้นงาน หน้าตัดทรงกระบอก พบว่า แบ่งได้เป็น 3 บริเวณ คือ บริเวณชิลล์ คอลัมน่า และอิควิแอกซ์ เมื่อศึกษาโครงสร้างจุลภาคในแต่ละบริเวณ พบว่า ในบริเวณชิลล์นั้น ทุกชิ้นงานมีขนาดเกรนใกล้เคียงกัน คือ ประมาณ 30 ไมครอน ปริมาณคาร์ไบด์ ก็ใกล้เคียงกันปริมาณ 1.3 เปอร์เซนต์ โดยต่อพื้นที่ในบริเวณคอลัมน่า เกรนจะมีลักษณะยาว โดยแต่ละชิ้นงานมีความกว้างของเกรนใกล้เคียงกัน แต่ความยาวจะมากขึ้นตามปริมาณการใช้เศษเหล็ก ขนาดแขนเดนไดรท์ มีขนาดใกล้เคียงกัน มีค่าประมาณ 80 ไมครอน ปริมาณคาร์ไบด์ใกล้เคียงกัน มีค่าอยู่ในช่วง 2.7 - 4.2 เปอร์เซนต์ ในบริเวณอิควิแอกซ์ พบว่าขนาดเกรนโตขึ้นตามปริมาณการใช้เศษเหล็ก แต่ปริมาณคาร์ไบด์และขนาดเดนไดรท์มีค่าใกล้เคียงกันแต่ละชิ้นงาน ปริมาณสารมลทินมีค่าเพิ่มมากขึ้นตามปริมาณการใช้เศษเหล็ก ซึ่งสารมลทิน ที่พบมี 2 ชนิด คือ แมงกานีสซัลไฟด์ และแมงกานีสซิลิเกต ความแข็งแรงและค่าการยืดตัวของชิ้นงานมีค่าลดลง เมื่อใช้ปริมาณเศษเหล็ก เพิ่มขึ้น โดยเมื่อใช้เศษเหล็กทั้งหมดในการหลอมทำให้ความแข็งแรงลดลง 22 เปอร์เซนต์ และการยืดตัวลดลง 38 เปอร์เซนต์ เมื่อเทียบกับการไม่ใช้เศษเหล็ก ความแข็งของชิ้นงานทั้งสภาพหล่อและสภาพหลัง การอบชุบมีแนวโน้มลดลงเล็กน้อย เมื่อใช้ปริมาณเศษเหล็กเพิ่มขึ้น เมื่อศึกษาอิทธิพลของขนาดชิ้นพบว่า ชิ้นงานขนาด 50 มม. มีขนาดเกรนโตกว่าชิ้นงานขนาด 25 มม. ในทุกบริเวณ แต่ปริมาณคาร์ไบด์ ปริมาณสารมลทิน และขนาดแขนแดนไดรท์มีค่าใกล้เคียงกัน ค่าความแข็งแรง ความแข็งของชิ้นงานขนาด 25 มม. มีค่าสูงกว่า แต่ค่าการยืดตัวต่ำกว่าชิ้นงานขนาด 50 มม. ชิ้นงานที่เทที่อุณหภูมิ 1,510 องศาเซนเซียส มีโครงคอลัมน่าที่มีขนาดใหญ่และยาวส่วนบริเวณใจกลางชิ้นงานเป็นโครงสร้าง อิควิแอซ์ขนาดใหญ่กว่าชิ้นงานที่เทที่อุณหภูมิ 1,470 องศาเซลเซียส นอกจากนั้นขนาดของคาร์ไบด์และขนาดของแขนแดนไดรท์ ก็มีขนาดโตกว่าเช่นกันเมื่อทดสอบคุณสมบัติทางกล พบว่า ความแข็งแรง และความแข็งของชิ้นงานที่เทที่อุณหภูมิ 1,470 องศาเซลเซียสมีค่ามากกว่า แต่ค่าการยืดตัวมีค่าต่ำกว่า