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高锰钢一般为铸件,不需正火和退火,但是必须进行水韧处理,水韧处理工艺-加热温度:1050~1100℃;加热时间:每25mm一小时;冷却:加热完毕迅速在≤30℃的水中冷却,冷却完毕水温不应超过45℃(水...
高锰钢也就是我们说的锰13,在没有热处理之前非常翠,用大锤就可以敲裂。热处理之后金属组织放生改变,表面非常硬,心部有一定的塑性。所以一般用于耐磨件,如矿山机械,水泥机械,磨煤机械的衬板和垂头。如果要鉴...
高锰钢指含锰量在10%以上的合金钢,是专为重工业提供使用的一种防磨钢材,应用领域包括采石、采矿、挖掘、煤炭工业、铸造和钢铁行业等。
高锰钢
高锰钢分为两大类,一类是耐磨钢,一类是无磁钢。这里主要涉及耐磨钢。这类 钢含锰 10%~15%,碳含量较高,一般为 0.90%~1.50%,大部分在 1.0%以 上。其化学成分为 (% ): C0.90~1.50Mn10.0~15.0 Si0.30~1.0 S≤0.05 P≤0.10 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。 上述成分的高锰钢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。 通常使用的热处理方法是固溶 处理,即将钢加热到 1050~1100℃,保温消除铸态组织,得到单相奥氏体组织, 然后水淬,使此种组织保持到常温。 热处理后钢的强度、 塑性和韧性均大幅
1882年第一次获得奥氏体组织的高锰钢,1883年英国人哈德菲尔德(R.A.Hadfield)取得了高锰钢专利。高锰钢依其用途的不同可分为两大类:
这类钢含锰10%~15%,碳含量较高,一般为0.90%~1.50%,大部分在1.0%以上。
其化学成分为(%):
C0.90~1.50
Mn10.0~15.0
Si0.30~1.0
S≤0.05
P≤0.10
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。
上述成分的高锰钢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。通常使用的热处理方法是固溶处理,即将钢加热到1050~1100℃,保温消除铸态组织,得到单相奥氏体组织,然后水淬,使此种组织保持到常温。热处理后钢的强度、塑性和韧性均大幅度提高,所以此种热处理方法也常称为水韧处理。热处理后力学性能为:σb615~1275MPa σs340~470MPa ζ15%~85% ψ15%~45% aKl96~294J/cm2 HBl80~225
低冲击载荷时,可以达到HB300~400,高冲击载荷时,可以达到HB500~800。随冲击载荷的不同,表面硬化层深度可达10~20mm。高硬度的硬化层可以抵抗冲击磨料磨损。高锰钢在强冲击磨料磨损条件下,有优异的抗磨性能,故常用于矿山、建材、火电等机械设备中,制作耐磨件。在低冲击工况条件下,因加工硬化效果不明显,高锰钢不能发挥材料的特性。
中国常用的高锰钢的牌号及其适用范围是:ZGMn13—1(C 1.10%~1.50%)用于低冲击件,ZGMn13—2(C1.00%~1.40%)用于普通件,ZGMn13—3(C0.90%~1.30%)用于复杂件,ZGMn13-4(C0.90%~1.20%)用于高冲击件。以上4种牌号钢的锰含量均为11.0%~14.0%。
在冲击载荷作用的冷变形过程中,由于位错密度大量增加,位错的交割、位错的塞积及位错和溶质原子的交互作用使钢得到强化。这是加工硬化的重要原因。另一个重要原因则是高锰奥氏体的层错能低,形变时容易出现堆垛层错,从而为ε马氏体的形成和形变孪晶的产生创造了条件。常规成分的高锰钢的形变硬化层中常可以看到高密度位错、位错塞积和缠结。ε马氏体和形变孪晶的出现使钢难以变形,尤其是后者的作用更大。上述各种因素都使高锰钢的硬化层得到很高程度的强化,硬度大幅度提高。
高锰钢极易加工硬化,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。
为提高高锰钢的性能进行过很多合金化、微合金化、碳锰含量调整和沉淀强化处理等方面的研究,并在生产实践中得到应用。介稳奥氏体锰钢的出现则可较大幅度降低钢中碳、锰含量并使钢的形变强化速度提高,可适用于高和中低冲击载荷的工况条件,这是高锰钢的新发展。
这类钢含锰大于17%,碳含量一般均在1.0%以下,常在电机工业中用于制作护环等。这类钢的密度为7.87~7.98g/cm3。由于碳、锰含量均高,钢的导热能力差。导热系数为12.979W/(m·℃),约为碳素钢的1/3。由于钢是奥氏体组织,无磁性,其磁导率μ为1.003~1.03(H/m)。
第一章 高锰钢的基础知识
第一节 高锰钢的化学成分
第二节 高锰钢的和性能
主要参考文献
第二章 高锰钢的冶炼
第一节 碱性电弧炉氧化法
第二节 碱性电弧炉返回法
第三节 冶炼因素对高锰钢质量的影响
主要参考文献
第三章 高锰钢的铸造
第一节 高锰钢铸造特性
第二节 高锰钢铸造工艺
第三节 铸造因素对高锰钢力学性能和耐磨性能的影响
第四节 高锰钢的变质处理
第五节 高锰钢铸造新方法2100433B
高锰钢是专为重工业提供使用的一种防磨钢材,应用领域包括采石、采矿、挖掘、煤炭工业、铸造和钢铁行业等。
经防磨技术处理后,材料表面可达到500--550 布氏硬度,继续保持内部柔韧度,表面摩擦力最小化,可用高锰钢或类似材料进行焊接,可被乙炔氧炬切割,无磁性等。
物理参数 |
化学成分(%) |
||
屈服强度 |
60,000--85,000 psi |
Mn |
12.0--14.0 |
抗拉强度 |
120,000--130,000 psi |
C |
1.00--1.25 |
延伸率 |
35%--50% |
Si |
≤0.60 |
轧制硬度 |
230--255 bhn |
P |
≤0.05 |
最大硬度 |
550bhn |
S |
≤0.04 |
磁性 |
无 |
Fe |
85.0—88.0 |