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錫鑄關(guān)于高錳鋼的二三解釋

返回列表 來(lái)源:無(wú)錫市鑄造廠 瀏覽:- 發(fā)布日期:2020-04-13 10:58:13【

高錳鋼(high manganese steel)

含錳量在10%以上的合金鋼。1882年第一次獲得奧氏體組織的高錳鋼,1883年英國(guó)人哈德菲爾德(R.A.Hadfield)取得了高錳鋼專利。高錳鋼依其用途的不同可分為兩大類:
(1)耐磨鋼。這類鋼:含錳10%~15%,碳:含0.90%~1.50%,大部分在1.0%以上。其化學(xué)成分為:
C0.90~1.50Mn10.0~15.0 
Si0.30~1.0 S≤0.05 P≤0.10這類高錳鋼的用量最多,常用來(lái)制作挖掘機(jī)的鏟齒、圓錐式破碎機(jī)的軋面壁和破碎壁、顎式破碎機(jī)岔板、球磨機(jī)襯板、鐵路轍岔、板錘、錘頭等。
上述成分的高錳鋼的鑄態(tài)組織通常是由奧氏體、碳化物和珠光體所組成,有時(shí)還含有少量的磷共晶。碳化物數(shù)量多時(shí),常在晶界上呈網(wǎng)狀出現(xiàn)。因此鑄態(tài)組織的高錳鋼很脆,無(wú)法使用,需要進(jìn)行固溶處理。通常使用的熱處理方法是固溶處理,即將鋼加熱到1050~1100℃,保溫消除鑄態(tài)組織,得到單相奧氏體組織,然后水淬,使此種組織保持到常溫。熱處理后鋼的強(qiáng)度、塑性和韌性均大幅度提高,所以此種熱處理方法也常稱為水韌處理。熱處理后力學(xué)性能為:σb615~1275MPa σ 0.2340~470MPa ζ15%~85% ψ15%~45% aKl96~294J/cm2 HBl80~225
高錳鋼經(jīng)過(guò)固溶處理后還會(huì)有少量的碳化物未溶解,當(dāng)其數(shù)量較少符合檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)時(shí),仍可使用。
奧氏體組織的高錳鋼受到?jīng)_擊載荷時(shí),金屬表面發(fā)生塑性變形。形變強(qiáng)化的結(jié)果,在變形層內(nèi)有明顯的加工硬化現(xiàn)象,表層硬度大幅度提高。低沖擊載荷時(shí),可以達(dá)到HB300~400,高沖擊載荷時(shí),可以達(dá)到HB500~800。隨沖擊載荷的不同,表面硬化層深度可達(dá)10~20mm。高硬度的硬化層可以抵抗沖擊磨料磨損。高錳鋼在強(qiáng)沖擊磨料磨損條件下,有優(yōu)異的抗磨性能,故常用于礦山、建材、火電等機(jī)械設(shè)備中,制作耐磨件。在低沖擊工況條件下,因加工硬化效果不明顯,高錳鋼不能發(fā)揮材料的特性。
中國(guó)常用的高錳鋼的牌號(hào)及其適用范圍是:ZGMn13—1(C 1.10%~1.50%)用于低沖擊件,ZGMn13—2(C1.00%~1.40%)用于普通件,ZGMn13—3(C0.90%~1.30%)用于復(fù)雜件,ZGMn13-4(C0.90%~1.20%)用于高沖擊件。以上4種牌號(hào)鋼的錳含量均為11.0%~14.0%。

在沖擊載荷作用的冷變形過(guò)程中,由于位錯(cuò)密度大量增加,位錯(cuò)的交割、位錯(cuò)的塞積及位錯(cuò)和溶質(zhì)原子的交互作用使鋼得到強(qiáng)化。這是加工硬化的重要原因。另一個(gè)重要原因則是高錳奧氏體的層錯(cuò)能低,形變時(shí)容易出現(xiàn)堆垛層錯(cuò),從而為ε馬氏體的形成和形變孿晶的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。常規(guī)成分的高錳鋼的形變硬化層中??梢钥吹礁呙芏任诲e(cuò)、位錯(cuò)塞積和纏結(jié)。ε馬氏體和形變孿晶的出現(xiàn)使鋼難以變形,尤其是后者的作用更大。上述各種因素都使高錳鋼的硬化層得到很高程度的強(qiáng)化,硬度大幅度提高。


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高錳鋼極易加工硬化,因而很難加工,絕大多數(shù)是鑄件,極少量用鍛壓方法加工。高錳鋼的鑄造性能較好。鋼的熔點(diǎn)低(約為14()()℃),鋼的液、固相線溫度間隔較小,(約為50℃),鋼的導(dǎo)熱性低,因此鋼水流動(dòng)性好,易于澆注成型。高錳鋼的線膨脹系數(shù)為純鐵的1.5倍,為碳素鋼的2倍,故鑄造時(shí)體積收縮和線收縮率均較大,容易出現(xiàn)應(yīng)力和裂紋。
為提高高錳鋼的性能進(jìn)行過(guò)很多合金化、微合金化、碳錳含量調(diào)整和沉淀強(qiáng)化處理等方面的研究,并在生產(chǎn)實(shí)踐中得到應(yīng)用。介穩(wěn)奧氏體錳鋼的出現(xiàn)則可較局gao大幅度降低鋼中碳、錳含量并使鋼的形變強(qiáng)化速度提高,可適用于高和中低沖擊載荷的工況條件,這是高錳鋼的新發(fā)展。
(2)無(wú)磁鋼。這類鋼含錳大于17%,碳含量一般均在1.0%以下,常在電機(jī)工業(yè)中用于制作護(hù)環(huán)等。這類鋼的密度為7.87~7.98g/cm3。由于碳、錳含量均高,鋼的導(dǎo)熱能力差。導(dǎo)熱系數(shù)為12.979W/(m•℃),約為碳素鋼的1/3。由于鋼是奧氏體組織,無(wú)磁性,其磁導(dǎo)率μ為1.003~1.03(H/m)。  

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