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高锰钢(high manganese steel) 高锰钢ZGMn13作为历史最悠久的一种耐磨材料,范指含锰量在10%以上的合金钢。这类钢含锰量为10%~15%,碳含量一般为0.90%~1.50%,大部分在1.0%以上。其化学成分为(%):C 0.90~1.50 Mn 10.0~15.0 Si 0.30~1.0 S≤0.05 P≤0.10 高锰刚Mn13的铸态组织通常是由奥氏体、碳化物和珠光体所组成,有时还含有少量的磷共晶。碳化物数量多时,常在晶界上呈网状出现。因此铸态组织的高锰钢很脆,无法使用,需要进行固溶处理。通常这类高锰钢的用量最多,常用来制作挖掘机的铲齿、圆锥式破碎机的轧面壁和破碎壁、颚式破碎机岔板、球磨机衬板、铁路辙岔、板锤、锤头等。 高锰钢Mn13极易加工硬化,因而很难加工,绝大多数是铸件,极少量用锻压方法加工。高锰钢的铸造性能较好。钢的熔点低(约为1400℃),钢的液、固相线温度间隔较小,(约为50℃);钢的导热性低,因此钢水流动性好,易于浇注成型。高锰钢的线膨胀系数为纯铁的 1.5倍,为碳素钢的2倍,故铸造时体积收缩和线收缩率均较大,容易出现应力和裂纹,因此,铸造工艺时要格外注意。 1.2中锰钢(middle manganese steel) 中锰钢经过水韧处理后的组织为奥氏体基体,但有较多的碳化物,加入钼可以抑制铸态中的碳化物组织的析出。与Mn13相比,中锰钢的含锰量下降,奥氏体稳定性下降,在非强烈冲击下耐磨性高于标准Mn13约20-30%;而对于厚大断面的Mn13铸件,水韧处理后内部常出现碳化物而使韧性下降,低温下Mn13也常出现脆断,同时耐磨性也嫌不足,屈服强度低,而Mn18超高锰则在一定程度上解决了上述问题。 1.3超高锰钢(super manganese steel) 超高锰钢Mn18近年来,人们已开始着手对具有稳定奥氏体组织的超高锰钢进行研究,主要是想在普通高锰钢标准成分的基础上通过提高碳、锰含量来达到改善锰钢组织,提高耐磨性的目的。研究人员通过对Fe-C-Mn合金奥氏体的价电子结构进行分析发现,在含C、Mn原子的一个奥氏体晶胞内,C-Mn之间的结合力大于C-Fe之间的结合力。这样,锰原子可通过对碳原子运动的拖曳提高碳的固溶度,而且利用锰不易和碳原子生成碳化物,来降低碳原子的扩散能力,抑制碳化物的析出。因此,同时提高碳、锰含量,不但可以提高锰钢的加工硬化能力,而且可保持高韧性的奥氏体组织,使其在使用时具有良好的耐磨性。 |
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