摘要
本课题针对高锰钢在中、低冲击载荷下耐磨性较低的具体问题，设计了中锰钢的化学成分，为了提高中锰钢的耐磨性，在水韧处理后进行回火处理，进而获得奥氏体、少量碳化物和屈氏体的混合组织。对水韧处理后高锰钢、水韧处理后中锰钢、不同温度回火处理的中锰钢进行各种性能测试。结果表明，６００℃回火处理后中锰钢的硬度比高锰钢高，在中、低冲击载荷作用下的耐磨性比高锰钢好，冲击韧性不及高锰钢，但也到达１．５２ＭＪ／ｍ２，能够满足现场生产需要。
关键词：中锰钢耐磨性冲击韧性中低冲击载荷
ＡｂｓｔｒａＣｔ
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辽宁工程技术大学工程硕士学位论文．３一ｌ绪论
１．１高锰钢的硬化机理
常温下，金属材料在塑性变形过程中，随着内部组织与结构的变化，其力学性能、物理性能以及化学性能均发生明显的改变。随着变形程度的增加，金属的强度（硬度）升高，而塑性韧性降低，产生应变强化，即加工硬化…。
高锰钢铸件在受到冲击载荷时，金属表面发生塑性变形。尽管经水韧处理后单相奥氏体组织的硬度很低（ＨＢｌ７０一２２０左右），但经过变形以后由于变形强化的结果金属的变形层内表现出明显的加工硬化的现象。表面层（变形层）的硬度有极大的提高，可以达到ＨＢ５００以上（较低程度的冲击可以达到ＨＢ３００一４００）。从表面向内金属的变形程度逐渐减少，硬度也逐渐降低。到某个程度时金属处于原始的未变形的状态，硬度也没有变化。这个出现加工硬化的表层就是硬化层。随冲击载荷的不同，硬化层的深度可以达到ｌＯ－２０ｍｍ，甚至更多。深度的大小除和冲击功的大小有关外，还和金属的塑性、强度性能、钢的组织状态（如晶粒度、奥氏体基体中是否有第二相存在等）有关。高锰钢的化学成分决定组织状态也影响奥氏体的性能和硬化层的深度。形变速度和金属材料在载荷作用下的应力状态影响加工硬化的效果”１。
在硬化层的下面仍是柔韧的奥氏体组织，它和硬化层牢固的结合。硬化层表面有很高的硬度，又有好的韧性。可以使它具有抵抗磨料的犁削磨损、形变磨损和较好的抗冲击疲劳的性能。在表面逐渐被磨耗的同时，在外载荷的冲击作用下，硬化层又不断向内发展，维持一个稳定的硬化层¨１。
对冲击磨损试样的硬化层以及对使用后的高锰钢铸件的残体表面硬化层进行检测，可以看出，在硬化层的最外表面由于变形程度高显微组织发生很大的变化。晶粒常成为扁平状，与受力方向垂
直，或接近于垂直。滑移线的数量很多而且常常可以看到两组不同方向的滑移线。从表面向内随变形程度的降低，晶粒变形程度减少。与硬化层内金属变形程度相对应的是硬度的变化，变形程度越高，硬度越高。测定硬化层的显微硬度，可看到硬度分布呈图卜ｌｎｌ。
＾宙ｖ馘群
距工作表面距离（柚瞳）
图１—１表面硬化层硬度变化
在表面附近硬度随距离的变化较大，在较深部位，硬度变化速度平缓。这是因为物料以～定的速度和一定的冲击功冲击金属表面时，由于金属发生塑性变形，冲击功逐渐被吸收，同时也由于金属在表面压力作用下材料内部应力分布的特点所决定的。高锰钢在外力作用下产生形变强化的这种加工硬化性能，是它在强冲击磨料磨损条件下具有好的耐磨性的根本原因。高锰钢的加工硬化性能，几十年来一直是人们研究的重点之～“’…。研究工作者力图找出金属组织的变化和性能变化的规律，以及受力条件、变形方法、化学成分、变形速度等各种因素对强化过程的影响。由于这个过程比较复杂，因此人们对它的认识仍在随着实验技术的进步而不断深化。
早期的研究工作认为锰钢之所以在使用过程中产生加工硬化，主要是由于在塑性变形过程中，奥氏体的滑移面上出现ａ马氏体。由于这些弥散分布的马氏体的存在造成奥氏体的基体的强化，提高了金属变形层的强化，提高了耐磨性。随着实验技术的发展随后的许多研究工作者在变形后的试样中没有发现马氏体，在电镜下观察有层错、ｅ马氏体和挛晶。这些研究认为以前关于硬化层中ｎ马氏体的形成是加工硬化的主要原因的说法是由于在实验中试样脱碳
和对电子衍射结果的解释的误差造成的。由于脱碳的结果，在脱碳层中出现了马氏体，这被误解为在硬化层中存在大量的马氏体。这些研究认为形变过程中由于高锰奥氏体的层错能较低，容易出现层错。在层错的基础上形成ｅ马氏体和形变孪晶。大量的孪晶的出现使奥氏体晶粒分割成很多晶块，类似于奥氏体晶粒的细化。孪晶和ｅ马氏体阻碍位错的运动，使金属难以进一步进行变形，使钢得到强化。也有的研究结果认为在形变过程中沿奥氏体的滑移面有碳化物析出，这种碳化物和位错的交互作用使塑性变形难以进行，因此碳化物的析出是加工硬化的主要原因…。
总而言之，在加工硬化的研究方面，到目前为止尚没有统一的、全面的总括性的结论。
１．２磨料硬度与耐磨性
材料的耐磨性不仅与材料本身硬度有关，而且更主要的是与材料的硬度Ｈｍ和磨料硬度Ｈａ的比值有关”１。当Ｈａ／Ｈｍ一＜Ｋ：时，为软磨料磨损，此时试样磨损较小，耐磨性很高：当Ｈａ／Ｈｍ≥Ｋ。时，为硬磨料磨损，此时试样磨损较大，其耐磨性有一个确定的最大值，并与Ｈａ／Ｈｍ值无关，既改变材料硬度对耐磨性影响不大，如图卜２
∞，Ｉ型勘蓬韶罂
所示。
图１—２相对磨损和相对耐磨性与Ｈａ／Ｈｍ的关系
ｋｌ＝Ｈａ／Ｈｍ＝１．３～１．７ｋ２＝Ｈａ／Ｈｍ＝０．７～１．１
本课题研究岩石硬度：海洲矿岩石硬度平均４—５，霍林河泥岩硬度为０．４－０．７，因此海洲矿岩石硬度相对于霍林河的软泥岩来讲
辽宁工程技术大学工程硕士学位论文－６－是硬磨料。
高锰钢水韧处理后是单一奥氏体，在硬磨料冲击载荷下产生加工硬化，有较高的耐磨性，而霍林河矿多属于泥岩，硬度低，在冲击载荷的作用下不会产生足够的加工硬化，故其耐磨性较低，使用寿命只有３－６个月，而应用在海洲矿的同样高锰钢镐牙使用寿命可达１０—１２个月，因此，霍矿的泥岩由于硬度低，使用过程中不会产生足够的加工硬化，故其使用寿命低。寻找一种新材料，替代高锰钢，是本课题研究的目的。中锰钢经水韧处理后回火组织为奥氏体加一定量的屈氏体和碳化物。这种组织具有足够强韧性、足够的硬度。在软磨料条件下，和高锰钢相比，有良好的耐磨性。
综上所述，镐牙的耐磨性并不仅仅取决于材料的硬度，它与磨料的硬度有关。在硬磨料磨损下，镐牙的磨损先通过足够的加工硬化，产生高硬度，磨粒嵌入材料表面形成沟槽而发生的。此时，磨料的硬度是关键因素。而在软磨料（霍林河煤矿的泥岩）磨损下，镐牙的磨损是表面通过严重变形，疲劳和磨损而发生的。由于高锰钢硬度低，塑性好，表面极易产生变形，疲劳而发生较快的磨损，因此，对于霍林河煤矿的软泥岩，高锰钢使用寿命低。中锰钢的组织有一定量的碳化物和屈氏体，其硬度高，强韧性好，在霍林河煤矿的软泥岩作用下，不易产生变形、疲劳。同时由于碳化物的存在对磨粒的犁削有较大的抗击能力，回火处理后的中锰钢中的碳化物又对基体起钉扎作用，使表层不易剥落，因此，其耐磨性就高。１．３高锰钢的发展应用及存在的问题”“”
ｌ８８２年哈德菲尔德发现了高猛钢，其基本成分为：１１％～１４％ｂｉｎ，１．Ｏ％～１．４％Ｃ，这种高锰钢既耐磨损又耐冲击，由于锰含量较高，其过冷奥氏体稳定性较高，水韧处理后形成单相奥氏体，具有高韧性，其硬度为ＨＢｌ８０～２００。在强烈冲击载荷下使用，高锰钢具有良好的加工硬化特性，因而抗磨性较高，被公认为较好的抗
磨材料。由于加工硬化作用，高锰钢表面硬度可以提高到ＨＢ５００以上，高硬度的表面具有很好的耐磨性，奥氏体基体保证了工件整体的韧性，并作为硬化层的依托，这样的组织使高锰钢在强烈冲击的工作条件下，能充分发挥性能的特点，且高锰钢具有生产工艺简单、力学性能优良、生产成本低廉等特点，１００多年以来，奥氏体耐磨锰钢以其优异的特性，被广泛地应用到实际生产的各个领域。主要有冶金、矿山、建材、电力和铁路等部门使用的耐磨件，如挖掘机铲齿、球磨机衬板、破碎机颚板、破碎壁、拖拉机履带板、风扇磨冲击板和铁路道岔等。高锰钢作为耐磨损的主要材料，被广泛应用在机械工业中要求耐磨并承受冲击载荷的零部件的制造。
但高锰钢同时也存在一些缺点。高锰钢具有良好的耐磨性是由于加工硬化，在中、低冲击磨料磨损的条件下，工件表面的加工硬化程度低，表面硬度提高很小，硬化层深度也很浅，也就是由于其加工硬化性能不能充分发挥而使得耐磨性显得严重不足，如用高锰钢制造的中小型球磨机衬板，在磨料作用下，表面金属被犁削，大部分以屑片脱落的方式失效。因而在这种工况条件下，仍采用高锰钢，显然是不合适的。如果工件受不到足够的冲击力或摩擦力，就不会产生充分的加工硬化现象，工件的耐磨性就大为降低。对于大断面工件，心部常常出现碳化物而降低使用性能，寒冷条件下使用的高锰钢常出现脆断现象，而在湿磨条件下，又面临腐蚀磨损等问题。这些实际应用过程经常出现的问题又促使人们在高锰钢的基础上寻求新的解决办法。
１．４中锰钢的优点、在应用中存在的问题及改进措施…’”“３’“１中锰钢是在高锰钢的基础上研制出的一种抗磨材料，它在冲击挤压条件下，在钢的表面产生加工硬化，使工件表面的耐磨性提高，而心部仍保持较高的韧性，表现出表硬里韧的综合的机械性能。但是适用于干式碾碎机垫板等工件的中锰钢硬度尚且不够高，耐磨性
满足不了使用要求，所以其应用受到一定的限制。
美国的Ｃｌｉｍａｘ公司研制的奥氏体中锰钢开辟了一条发挥奥氏锰钢潜力的新途径，其化学成分为Ｃ：１．００’１．８０％，Ｍｎ：４．０’８．Ｏ％，Ｓｉ：０．３’１．０％，ｓ：≤０．０５％，Ｐ：≤０．０８％。通过降低碳锰含量所获得的中锰钢，水韧处理后是单相不稳定的奥氏体组织，在压缩或冲击磨损条件下，塑性交形诱发产生大量形变ａ马氏体，从而迅速硬化。由于形变ａ马氏体强化远高于高锰钢的层错孪晶强化，故而中锰钢的耐磨性远高于高锰钢，用中锰钢代替高锰钢生产挖掘机斗齿材料，理论上是可行的，它即提高非强烈冲击条件下工件的耐磨性，又降低锰合金的消耗，具有良好的经济效益。在中锰钢中加入０．０１’０．１５％ＲＥ，可以细化钢的组织，并有脱氧、脱硫、除气的作用，使冲击韧性有明显的提高，进一步拓宽了中锰钢的应用范围。
自中锰钢问世以来，国内外许多学者针对它做了多方面工作，认为中锰钢在非强烈冲击载荷条件下，具有比高锰钢更好的抗磨性。目前，对中锰钢研究的方向是：
１）冶炼时，加入一些合金元素，减少碳化物的析出，提高基体硬度。
２）通过孕育处理，使外加元素的碳化物和氮化物在钢的结晶过程中能起到外来核心的作用，从而使晶粒细化。
３）利用各种热处理方法，使针状、块状、碳化物弥散析出，同时避免出现网状碳化物。
４）通过复合变质处理，铸态组织细小，晶界没有碳化物析出。珠光体细小，碳化物细小。
５）通过有意加入铬、钼、钛、钒和稀土元素，降低奥氏体的稳定性，使其基体上形成大量微小的第二相质点，阻止位错运动，从而强化基体，并且使其在奥氏体上弥散析出球状碳化物净化晶界，改善夹杂物的形态和分布，实现综合强化，使其具有高韧性、高强度的良好的抗磨损性能。
６）加入微量元素细化中锰钢晶粒，改善碳化物在晶界上分布状态，消除磷化物对钢的危害，使高碳中锰钢组织中的时效碳化物以粒状分散分布于高韧性基体上。
７）通过高应变率诱导特异塑性。
８）对锰系耐磨钢进行复合变质处理，使奥氏体晶粒内部的针状碳化物在铸态下变成团球状，用新型变质剂对其进行变质处理，获得在奥氏体一贝氏体基体上均匀分布团球状碳化物。
９）利用稀土元素对中锰钢的变质处理，在铸造和热处理过程中产生一系列组织变化的结果突出表现在：在铸态使呈网状分布的共晶碳化物破网，在热处理过程中，使呈破网的共晶碳化物发生断网“裂变”，实现了共晶碳化物的团、球状转变。
１０）加入微量元素，细化中锰钢的晶粒，改善碳化物在晶界的分布状态，消除磷化物的晶界存在，强化晶界，从而使钢的性能较未加入微量元素前大幅提高。
１１）通过回火处理，使铸态组织中大量的奥氏体加少量屈氏体加碳化物转变成新组织，进而提高中锰钢的耐磨性。
１２）变质中锰钢经回火处理后，其组织中的碳化物的数量增多，并以颗粒状或块状弥散分布于晶内和晶界，使耐磨性提高。１．５课题的来源、意义及主要研究内容
】．５．１课题概况
霍林河地区煤田煤炭储量１３１亿吨，主要是露天矿，靠挖掘机进行开采，每年需要挖掘机斗齿材料４００吨左右，消耗材料费用约为４００万元左右，现用材料主要为铸造高锰钢。霍林河地区岩石硬度为０．４－０．７，对比其他地区煤岩硬度（７以上）属于软煤岩工况，高锰钢斗齿材料在霍林河地区不能充分发挥其应有的耐磨性，因此有必要研制一种适用于软煤岩地区耐磨的新材料。由于各矿地质条件和岩石软硬程度不同，特别是在松软条件下，高锰钢零件承受挤
腰和冲击不甚强烈时，工件表面加工硬化程度低，表面硬度提高很小，硬化层深度也很浅，耐磨性鼹得严重不足，使用寿命低。
ｌ＋５。２磅褒懑义
本文所研究的中镟钢在国内外虽然有较多的研究，但是作者没蠢见妥其传澡入静磷究，特掰是遥没有在理甥瑾臻敦煤装工援方露的报道，针对现实情况，作者提出采用中锰嶷氏体基耐磨钢替代离锰钢，通过选用不同的化学成分、热处理工蕊，以满足工件应用于较漾岩缝嚣辩熬嚣瘗熬要求，因魏其有缓妊鹣瑗实意义。
１．５．３本文的主要研究内容
１）确定中锰钢的成分及其各成分的最佳含量。
２）礁定煞处理工蕊。遥蔫不瓣Ｃ／Ｍｎ含鬃，分袄不丽残分夔串镶钢铸态组织。
３）研究中锰钢不鄹处理后的硬度、耐磨饿和抗冲击挠力，并和意锰钢进行绻较。
２成分及含量的确定
２．１成分的设计
２．１．１成分的设计依据
化学成分是决定组织和性能的基本因素。在奥氏体锰钢中，Ｃ溶入基体中主要的作用是增强钢的加工硬化能力，从而提高强度和耐磨性，但碳量过多，容易形成网状碳化物，冲击韧性会明显下降，耐磨性也会受到影响：Ｍｎ的主要作用是扩大奥氏体相区，增加奥氏体基体的稳定性，Ｍｎ量过低满足不了形成奥氏体的条件，Ｍｎ量太高会产生粗大柱状晶，并形成Ｍｎ的碳化物给热处理造成困难。所以碳量和Ｍｎ量要控制在一定的范围内，才能保证其具有合理的宏观性能，从而适应不同的工况。在锰钢成分的设计中，人们通过试验和线性回归等方法，分析了各种合金元素的作用，提出一些经验公式，并得出了ｃ，Ｍｎ，ｃｒ，Ｍｏ等多数元素都推迟了马氏体的转变，使Ｍｓ点下降。锰钢中含碳量和锰量的不同，在冲击磨损后马氏体的转变量有很大差异，且随锰钢中含锰量的降低和磨损冲击功的增大，形变诱发马氏体的量增多。为了提高锰钢的机械性能和耐磨性能，改善钢的工艺性能，常在钢中加入其它合金元素进行合金化。加入合金元素主要有三个：
（１）细化铸态结晶组织。锰钢的结晶组织往往比较粗大，而铸态结晶组织的粗细和水韧处理后的最终组织有直接关系。伴随着粗大的结晶组织往往出现组织和性能方面的缺陷，使钢的机械性能和耐磨性降低。可以加入某些合金元素，在钢液中发生化学反应形成碳化物、氧化物、氮化物等。著化合物熔点高且结晶结构和点阵常数与钢类似时，可以作为钢液的结晶核心，从而细化结晶组织。
（２）提高钢的机械性能和耐磨性能。多数合金元素在锰钢奥氏体中均可固溶，从而使钢得到强化，使钢的强度性能如屈服强度、抗拉强度提高。
（３）改善工艺憔能。锰钢缀水韧出来厝为单相煲氏体组织。冷却时奥氏体由于不稳定容易析出碳化物，使钢的组织发生转变。魏渠锈孛会蠢较多熬濑热奥氏传稔定缝戆元素，霞零鞋貉止受蒸霹碳化物析出，降低热处理工艺复杂程度““““”。
２．１．２各会鑫元素豹髂媚ｎ“”。”“““Ⅲ
１）鏊本化学成分一碳
锰钢属于含碳量商的钢种，碳含量Ｏ．９～１．５％。碳礴两个作用，一是健镬形成萃稳奥＆髂缝缓，二是嚣褡强纯，鞋糅逶嶷戆瓿藏瞧能。碳对耐磨性也有煎要影响。碳、锰含量不同时钢中形成不同的缀织，碳含量低时形成马氏体组织。碳、锰含量低，则机械性能较差。碳含羹蠢，虽然簿态缓缎中蠢较多碳健伤，同簿鸯少量珠竞绛组织，但经固溶处理艏可以得到单相奥氏体组织。当然碳含量也不搿过高，否则热处理斌不能全部消除碳化物。
镶中碳含量对梳械佳髓和耐麟性能有极为显著靛影噫。铸态霹随钢中碳含赣的增加，钢的强度谯一定的范围内是增加的。硬度则髓羰含量静增糖两不凝提高。钢瓣塑性帮毅魏刘明显降低。碳窘量遮到ｔ．３弼左右时，铸淼钢的韧性帮降低到箨。这是由子随碳含量的增加，铸态组织中碳化物数量增加，甚至夜晶界上形成连续网状磺晓物，大大蘩嚣了熬瓣骢强度蠢镄豹塑、麓挂。经避瓣溶处理嚣铜的性能商很大变化。１０５０℃水淬后得到奥氏体组织。即使碳含爨提高到１．４８％，冲击韧性仍可达到８１．３９５Ｊ／ｃｍ２，碳含量较低的可以遮爱】９６．１３３～２９４．２Ｊ／ｃｍ２。
碳对冲击韧性的影响在低漱时特别最著。例如以碳含量为１．０６％和１．４８％的两种钢作对比，２０℃时二者冲击韧性约差２．６倍，毽一４０℃融稽差约５．３倍，一６０℃辩糖差１３镶之多。
碳对冲击韧性的影响与碳含檄的范围有关。在Ｍｎ含量不变的情况下，２０℃时碳会爨在０．８％～１．１５％的范圈内影蛹很大，大
于１．１５％以后冲击韧性明显降低。碳含量的增加值和冲击韧性的变化数值之间在数量上存在以下关系（见图２—１）：碳含量每增加０．１％，常温下吼值降低３９．２３～４１．１９Ｊ／ｃｍ２．这也相当于温度降低１５～２０℃时冲击韧性的降低值。
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图２—１冲击韧性与碳含量的关系
虽然固溶处理可以使碳化物溶解，但是碳化物含量高时必须提高固溶处理的温度，或是延长热处理的时间才能使碳化物充分溶解。当碳化物数量多时，虽然可经过固溶处理消除，但不能保证金属微观组织的致密度。由于碳化物比容和奥氏体比容的差别造成碳化物溶解后在奥氏体中存在显微的缺陷。因此碳含量越高，碳化物数量越多，热处理后金属的致密度越差，韧性越低。
碳含量和强度性能及塑性性能之间的关系与碳作为溶质原子和位错的交互作用有关的。碳原子半径小于铁和锰原子的半径，因此它必然在位错周围的压应力区域内富集，构成了柯氏气团。碳原子和位错之间的交互作用力使位错运动的阻力增加，表现为强度性能的增加和塑性的某种程度的降低。
在非强力冲击磨料磨损的工作条件下，提高碳含量有利于提高钢的耐磨性。这是因为碳的固溶强化作用可以减少磨料对钢的凿削磨损。另外，当碳含量的提高超出一般规格时，即使经过常规的固溶处理，也容易在钢中残存一部分弥散分布的碳化物。这种组织有
利于提高非强冲击磨料磨损条件下工作的耐磨性。钢中碳含量较高而锰含量较低时，也容易出现这种碳化物。
根据以上分析，碳含量高，可提高硬度，提高耐磨性，但钥的强度，塑性及韧性降低。
２）基本化学成分一锰
锰是锰钢中的主要合金元素。它在钢中扩大Ｙ相区，稳定奥氏体组织。锰和碳都使奥氏体稳定性提高。在钢中碳含量一定时，随着锰含量的增加，钢的组织逐渐由珠光体型变为马氏体型，并进～步转为奥氏体型。锰在钢中大部分固溶于奥氏体中，形成代位式固溶体，使基体得到强化。但是由于锰原子半径和铁原子半径差别不大，因此强化作用较小。钢中锰除固溶于奥氏体中以外，另一部分则存在于（Ｆｅ，Ｍｎ）。Ｃ型碳化物中。锰还影响钢的物理性能和工艺性能。例如影响钢的热物理性能、磁学性能、电学性能、钢的一次结晶组织、铸件的裂纹倾向等等。
锰对冲击韧性的影响，锰含量增加时，强度性能提高，冲击韧性提高。这和锰能增加晶界的结合力的作用有关。锰对低温下冲击韧性的影响更大些，即低温时冲击韧性随锰含量的增加提高得更快。
锰是促使奥氏体枝晶生长迅速的元素。在薄壁铸件中由于温度梯度（指铸件壁金属内的温度梯度）高，锰含量高使金属的导热性降低，更容易得到穿晶组织。
锰对钢的加工硬化能力有影响。当碳含量不变时，锰含量增加，加工硬化能力提高。
３）有害元素一磷
磷在锰钢中时有害元素。尽管它在钢中的含量远小于锰、碳含量，但磷却对钢的机械性能、耐磨性能、工艺性能有很重要的影响。磷在奥氏体中溶解度很小。磷含量高时就会以磷化物和磷共晶的形式析出。由于共晶成分的熔点低，在结晶凝固时必然分布在枝晶之
辽宁工程技术大学工程硕士学位论文－１５．间，存在于初始晶体上。磷共晶的脆性组织，对钢的常温机械性能必然有不利的影响。
磷对锰钢的冲击韧性的影响是非常显著的。磷含量每增加０．０１％使常温下冲击韧性降低４９～５８．８Ｊ／ｃｍ２。磷增加使强度、延伸率、断面收缩率降低而且下降的幅度大体在同一个水平。
磷在锰钢中很容易偏析，会加剧磷的有害作用。在液态时，低熔点的磷共晶对奥氏体枝晶有较好的润湿能力，分布于枝晶之间，凝固后在晶界上呈连续状而不成为聚集态。磷在钢中的分布是极不均匀的。磷的偏析和钢中的碳的含量有关，奥氏体中的碳含量越高，磷的溶解度越低，越容易在凝固后期以磷共晶的形式析出。由于磷的偏析严重，很容易在钢中局部地方富集形成高磷含量的磷共晶组织。当磷含量高时还会造成其他元素如碳、锰偏析程度提高。碳、锰、磷的偏析使锰钢在经水韧处理后，残余碳化物的数量和磷共晶的数量增加。
４）有害元素一硫
锰钢中由于有大量的锰，硫大部分和锰结合成高熔点的硫化锰。大部分产物均进入溶渣之中，钢中残留的硫量很低。钢中残留的少量硫化锰夹杂的形态多数接近于球形，对钢的性能影响不大本试验选择锰钢化学成分硫为：（０．０５％。
５）合金化元素一铬
铬是国内外在锰钢的合金化中使用最广泛的合金元素。增加铬在钢中的含量，改善了钢的淬透性，并使整个铸件的断面上硬度更为均匀。加铬后钢的耐磨性提高。
铬在元素周期表中属于ⅥＢ族，为体心立方的晶体结构。原子半径为１．２８×ｌＯ－ｔＯｍ，和铁极为相近（铁１．２７Ｘ１０－ｌＯｒｅ）。铬和铁可以形成连续固溶体，也可以形成多种碳化物。铬和碳的亲和力超过铁和锰。但是在锰钢中大部分结合的铬是以（Ｆｅ，Ｃｒ）。Ｃ的形式存在，很少成为特殊的碳化物。铬是缩小ｙ相区的元素。铬对临界点的影
辽宁工程技术大学工程硕士学位论文－１６一响有起特殊性。当铬含量较少时，它使Ａ，和Ａ．下降。但铬含量较多时（＞７．５％）Ａ。点在下降后又会升高。在锰钢中铬含量较少，一般不超过４％。经水韧处理后铬在锰钢中大部分都固溶于奥氏体之中。由于铬在铁内扩散速度慢，而且铬原子和碳原子的交互作用使碳的扩散速度也较低，使奥氏体的稳定性提高。这对含铬锰钢的组织和热处理是有影响的。
ａ．铬对锰钢组织的影响
铬在锰钢中使钢的铸态组织和钢的奥氏体等温转变曲线有所改变。通常随铬含量的增加使钢的铸态组织中碳化物量增加。往往在晶界上形成连续的网状碳化物，晶内碳化物数量也增多。这是由于铬使钢中沿晶界析出碳化物的过程加快。铬使高温区内碳化物的析出过程加快，因而在凝固后的冷却过程中有大量的碳化物出现。加铬后由于铬的扩散过程特点和铬对碳扩散过程的影响，奥氏体稳定性提高，共析转变开始较晚，因而奥氏体等温转变Ｃ曲线右移。铬的这些作用影响热处理过程，按～般水韧处理规范进行处理时，含铬的碳化物难以溶解。共析组织升温时也难以转变。因而得到单相奥氏体难。为此必须提高固溶处理的温度３０～５０℃才能得到所要求的组织。
ｂ．铬对机械性能的影响
铬固溶于奥氏体后，可以提高钢的屈服强度，但延伸率有所下降。在铬含量少时抗拉强度变化不大，含量高时有所降低。常温下钢中铬含量增加，冲击韧性降低。铬对锰钢的加工硬化能力也有影响，在相同变形条件下，含铬的锰钢的硬度值提高较不含铬的钢的数值高。
由于铬对高锰钢的加工硬化能力有极大影响，又不致使碳化物增加过多，这样，选择锰钢化学成分铬为：１．５～２．５％。
６）钨元素加入对锰钢性能的影响
ａ．钨为中等碳化物形成元素，形成碳化物。
ｂ．钨能阻止奥氏体晶粒长大，起到细化晶粒的作用。
Ｃ．回火时，马氏体中的钨能有效阻止马氏体的分解，加热到５００℃～６００℃时，一部分钨以ｗ。Ｃ的形式弥散析出，造成二次硬化，令一部分钨仍保留在回火马氏体中，从而使基体得到强化。２．１．３成分的确定
本课题中，为了在中、低冲击载荷条件下工作的中锰钢工件，其使用性能优于高锰钢，中锰钢的组织应为奥氏体加屈氏体和少量的碳化物。钢中屈氏体力学性能的显著特点是具有高强度和高硬度，而奥氏体基体则是能够保证中锰钢具有一定的韧性。使中锰钢即使在较强的冲击载荷条件下工作，也具有和高锰钢一样的性能。为了在冲击磨损条件下，使钢的表层形成大量形变的ａ马氏体或占马氏体，得到强化的马氏体组织或屈氏体组织，我们以马氏体转变开始温度Ｍｓ点和形变诱发马氏体点Ｍｄ来设计锰、碳成分，使Ｍｓ点在室温附近，使Ｍｄ点高于室温，即在室温附近为出发点，进行碳、锰等成分的设计”“。而中锰钢在１１００℃固溶处理后得到的奥氏体组织，且其奥氏体稳定性较低，即固溶处理后其奥氏体组织处于Ａ和Ａ＋口相区的临界处，由图２—２¨”可以看出以９５０℃～１１００℃水淬为例，将钢中碳和锰的含量选择在图中ｈ相区，但很靠近Ａ＋ａ的位置，经水韧处理后得到单相奥氏体组织，其稳定性低，有利于Ａ向口或Ａ向ｓ转变，因此初步确定成分含量为：
Ｍｎ：８．８０％～１０．３０．｝６：
Ｃ：０．８５％～１．１０％。
中锰钢中的锰主要作用是为了获得奥氏体组织，增大钢的加工硬化率和提高钢的韧性和强度。而碳是为了使钢具有足够的强度和硬度。而铬固溶在奥氏体中，不仅可以提高基体硬度，而且可以改善奥氏体锰钢的加工硬化能力和稳定性，提高中锰钢的屈服强度。试验证明，耐磨性随着Ｃｒ含量的提高而增加，为了适应中、低冲
Ｃ（％）
圈２－２Ｆｅ—Ｍｎ—Ｃ相图（室温下）（９５０℃～１１００℃水淬试样）
击载荷下钢的耐磨性的要求，铬含量成分范围初步确定为：１．０％～１．８％。钨主要作用是对钢在加热时，阻碍奥氏体晶粒的长大，钨含量成分范围初步确定为０．１％～０．５％。
２．２中锰钢的成分含量
中锰钢的设计成分如表２一ｌ所示。
表２—１中锰钢设计化学成分（质量分数）ｗ（％）
现已有中锰钢材料，经测定其成分含量为Ｍｎ：８．３％，ｃ：１．０％，Ｃｒ：１．３％，Ｗ：０．２％，现取该材料１０ｋｇ，用来配制所设计的中锰钢成分。
由ＹＢ５９—６５可查得锰铁的标准含量，如表２—２所示
在原有中锰钢材料的基础上增加含锰量，从而配制所设计的中锰钢。
由以上可知，如敞制含Ｍｎ凝为１０．００％，含Ｃ量为１．００％的中锰钢，需加入一定量的镒铁，进两提高含锰蹩，由中碳镟铁的国家橼准含量可计算需各成分计算如下：
１０ｘ８．３％＋ｍ锰铁×７８．０＝（１０十掰镶铁）×１０％
勰撂辫锰铁量为０．２５ｋｇ。
从而可以获得所设计的中锰钢的亿学成分。
２。３设计成分的验证
弼衮２－１掰示静设计或分。
根据奥氏体钢码氏体相交点定量经验计算式ｎ“：
赫ｓ［ｋ３＝７３１－２２７（Ｃ＋Ｎ）－１７。６Ｎｉ－２２．５Ｍｎ－１７。３Ｃｒ—１６。２Ｗ
可褥所研究的中锰钢赫ｓ点为：
Ｍｓ［ｋ］＝２５３．２７Ｋ
郓Ｍｓ＝２５３，２７－２７３＝一ｉ９。７３℃
由于Ｍｄ点一般商于点（５０～１００）℃，所以可得
Ｍｄ≥Ｍｓ＋（５０～１００）℃＝３０℃～８０℃
交诗箨霹熟：Ｍｓ点，Ｍｄ点符合设诗要袋，蘑鞋该袋分可羧采纳。
辽宁工程技术大学工程硕士学位论文．２０—３试验材料及制备
３．１冶炼
按第二章的成分要求配制熔炼原料。
３．１．１冶炼工艺
冶炼是造渣、扒渣及净化钢水的过程，许多中小型高锰钢铸件生产厂都采用中频炉熔炼设备，但在生产条件和工艺基本相同的情况下，所生产的铸件的使用寿命却相差较大，其主要原因是工艺措施不当。为了避免该情况的发生，作者在熔炼锰钢时，采用重熔法，并用沉淀脱氧工艺。合金元素烧损小，操作简单、成本低、时间短。将准备好的试验材料用中频感应炉在大气条件下熔炼。为了减少材料中的非金属夹杂物，在炼钢过程中，加入炉中的材料都必须是干燥的，以免材料中含有水分，加入到钢液中产生气体。炼钢温度一般应升至１６５０℃以上，熔炼后出炉温度为１５２０１２～１５４０℃，浇注温度为１４４０℃～１４６０℃。熔炼后钢水浇入预先制备好的砂型中。为了提高炉衬使用寿命，作者选用碱性中频感应电炉炉衬。３．１．２钢液保护心７１
炉料装炉时，首先应在炉底装一层石灰，其量约为装炉金属料重的１％左右。这样随着熔化的进行，熔融金属的出现、上升，炉渣自始至终覆盖着钢液表面。炉渣起到保护钢液，防止钢液吸气、过分氧化，并能收集夹杂物、保温节能。随着熔化的进行，可补加适量石灰，渣量以炉渣能全面覆盖钢液为宜。并适时添加一些氟石，其与石灰的质量比约为１：（４～５），借以降低炉渣熔点，调节炉渣粘度，便于扒渣。
３．１．３合金化锰铁加入顺序
中锰钢采用重熔法，但并不意味着废钢、中锰钢回炉料、合金化锰铁一起装炉、一起熔化。冶金反应热力学指明，熔化期钢液温
高锰钢辙叉焊修工艺 怀化工务段退休工程师肖国富 特别声明：本工艺虽然经过作者数十年研究实验，已经在全国铁路推广。但本文脱稿于2007年，上传于2012年，仅供同行研究参考。 第一节准备工作 一、安全注意事项 1、从事辙叉焊补的焊工应取得相应的操作许可证； 2、不焊补任何部位出现断裂的辙叉，也不焊补同一部位焊补过三次的辙叉； 3、不在风力大于5级和雨雾天进行辙叉的室外焊补作业，室外焊补人员应在上风方向作业，室内应有吸尘排烟设备，以减少烟尘锰毒对焊补人员的危害； 4、辙叉表面缺陷或磨耗，打磨后不影响行车时，可以在车速不高的线上，利用列车间隙时间焊补，但应由辙叉养护工区按《铁路工务安全规则》及有关规定办理施工手续和设置防护才能上线作业，且在作业中，要严格控制辙叉挖补尺寸，以保证能随时放行列车； 5、利用“天窗”时间线上焊补辙叉裂纹、磨耗、掉块时，也要按“天窗”作业的相关规定，办理手续和防护施工车辆； 6、线上焊补时，电焊搭铁应搭接在所焊辙叉的轨底裙边上。严禁跨过钢轨、绝缘接头及轨道绝缘处，进行搭铁和引弧，以防止破坏和影响行车信号； 7、线上“天窗”条件焊补有困难时，辙叉焊补应在线下进行，或运回工厂，在室内的水槽中施焊； 8、随时注意行车和人身安全，遵守焊接安全操作规章，按规定穿着防护用品。 二、现场焊修设备工具 1、AXQ1-200系列内燃电焊机1台，含焊钳、电缆线、面罩等附件； 2、0.35~0.4立方米、0.7~0.8兆帕（700~800千帕）内燃机驱动空压机1台，含碳弧气刨手钳、高压（氧气）气管等附件； 3、交直流两用手提式电动砂轮机或角磨机一台（建议用上海砂轮机厂生产的S1S-150型850W砂轮机，不要用其它工厂生产的580W砂轮机，否则磨不动），最近有工务段使用的博世角磨机和博世磨片也比较好； 4、电焊条干燥保温筒一个或小烘箱+保温筒； 5、接线板或多用（耐摔、防水）插座一至二个或带插座的电缆圆盘； 6、Φ22~26厘米水壶一个，约10公斤水桶一只或用钢轨钻孔用的压力式水桶； 表2-2 碳棒的规格及适用的电焊机和电流参考表 适用场地电焊机型号圆形碳棒 规格(mm) 使用电流 （A） 线场焊叉AXQ1-200 ￠ 3 150~180 ￠3.5 150~180 ￠4 150~200 ￠5 150~200（250） 工厂焊叉ZXG-400等￠7 200~350 ￠8 250~400 ￠9 350 ~400（500） 7、扳手、钳子、敲渣尖锤、钢丝刷、扁油刷、手锤、钢錾子等手工工具一套； 8、1米长钢直尺、0.05（0.5）~1.00塞尺、弦线、钢轨测温计、2~5米钢卷尺、等量具一套，
铸件检查验收标准 文件编号：07-NB-JS-03-2011版本：A 生效日期：2011-4-28 受控印章：
1. 主题内容与适用范围 本标准规定了冷冲模实型铸造铸件检查验收技术要求及检查程序，本标准适用于一汽模具制造有限公司实型铸造铸件的检查验收。 2. 外观质量要求 2.1 铸件形状位置准确，棱线清楚。 2.2 铸件表面光洁、无粘砂、无冷隔、无气孔、无针眼、无皱皮、无裂纹。2.3 非加工面无明显坑痕、无鼓包。坑深大于1mm小于5mm、面积大于10 mm2的用树脂修补，坑深大于5mm、面积大于20 mm2的应焊补。 2.4 加工面上的坑痕大于加工余量的1/2的、面积大于10 mm2的应焊补。 2.5 起重臂、起重耳和接触钢丝绳部位，全部做出光滑圆角。 3. 铸件材料成分及性能指标验收：参见铸件标准。 4.不良品类型 4.1 废品：铸造厂家重新铸造。 有下列问题之一的为废品： 形、台、肩等漏铸且无法修补的。 在铸件外表面或加工表面严重粘砂、夹砂、包砂、无法清理，影响加工的。 窥视孔，装配安装部位严重包砂、无法清理的。 铸件出现严重冷隔、裂纹、浇注不足、缩松、严重影响强度的。 铸件材料牌号不对或成分不合格，降低性能的。 有硬质点，无法进行机械加工的。 其它无法挽救的铸造缺陷。 4.2返修品：由铸造厂家派人对铸件进行修补。 没经抛丸处理和退火处理的。
2）涨箱等增加机加工工作量的。 3）起重臂孔径小或不同心、起吊、翻转螺纹孔不能正常使用的。 4.3 回用品：模具制造厂家对铸件进行修补后使用，并向铸造厂家提出索赔要求。 1)形、台、肩等漏铸但可修补的。 有粘砂、夹砂、包砂，但能清除的。 出现轻度冷隔、裂纹、浇注不足、缩松，经修补后不影响强度的。 形状尺寸错误，经修补后不影响强度的。 浇冒口处不光顺，有凸凹痕的。 起重臂、起重耳和接触钢丝绳部位不光滑，无圆角过渡的。 没做出内外倒角的。 加工余量超出最大极限（铸件变形、涨箱等），增加机加工工作量的。 非加工部位尺寸超过允差，但不影响强度和使用性能的。 标记不全的。 铸件表面不光洁、铸件棱线不清，影响冲模美观的。 5.检查验收程序 5.1按标准逐项检查，填入检查验收单。 5.2质检员检查铸件外观质量。 5.3铸件材料成分验收（每批） 5.4铸件尺寸偏差： 1）测量底面筋板厚度，检测上下底板底面余量。 2）底面龙门铣加工后ATOS检测上下底板、压料板、顶出器等大型铸件的余量。3）斜楔、滑块、镶块等尺寸、余量问题由机加工人员确认并通知质检员。 5.5 ATOS进行铸件检测流程简述：
研发部门工作计划精选多篇-个人工作计划 第一篇：研发部门月工作总结 本文由好范文小编辑收集整理，这是一篇关于研发部门月工作总结，可以提供大家借鉴！ 1、为了适应企业发展的需要，市场的变化，技术质量部修改了*** 企业标准，并通过审核，现已应用与新的标签中。 2、对进厂原辅材料的验收。在这一个月中，技术质量部严格按公司新制定的文件执行，不合格品坚决予以拒收，合格品仔细检查其合格率，基本上将各车间常用的辅料损耗控制在扣除数的范围内。 3、对公司现有的条形码进行全面审查，并对新办理的条码进行申请、备案。同时应上海销售商的需求，将**干红葡萄酒和***干红葡萄酒的条形码相关信息输入到gds 中，以适应当地的需求。 4、随着葡萄酒市场的变化，消费者对葡萄酒的理解程度也发生着相应变化，根据这一变化，按照公司领导和顾客的要求，进行反复试验、品尝，新开发***等葡萄酒等产品，丰富了市场，满足了不同消费者的需求。 5、在包装车间生产期间，技术质量部人员不分节假日轮流
长期坚守灌装现常在工作现场，质检人员仔细查看各生产环节，杜绝一切细菌进入的可能性，并随时检查原辅料的使用情况，发现不合格或不安全隐患时及时加以解决。 6、化验人员每半月到一个月对酿造车间里所有罐的酒进行一次检测，以便观测酒的变化状况;每季度对所有酒进行全项分析。对车间新调的酒如：***干白*干红、***葡萄酒及时进行检测，为车间的生产提供了方便。同时，检验人员对生产的每一批酒都及时地做全项分析，为生产提供了可靠保障，并每天对灌装酒及其它环节做微生物检验。 7、为了使检验、化验数据准确无误，本部门制定了相应的自校规程，并对现有的仪器、器皿进行自校。 8、为了保证葡萄酒的质量，除了车间严格的监控外，还每月至少1次检查库存原酒状况。对于出厂的成品酒，不管数量的多少，全部进行检查，不合格品坚决不予出库，然后再对这些酒进行检验、提出、落实，确保成品酒出厂率达到100%。 9、技术质量部在工作中积极响应总公司的要求，为了便于质量一体化的顺利实施，本部对其进行了认真的学习，并就其相关文件进行讨论，为今后的工作打下了良好的基矗 10、为了丰富员工由好范文收集整理的生活，总公司举办了篮球比赛和拔河比赛，本部门积极响应，为公司争取了好的
高锰钢分类及简介 一、高锰钢分类及简介 、高锰钢的来源1年英国人哈德菲尔德1883 1882年第一次获得奥氏体组织的高锰钢，
取得了高锰钢专利。高锰钢依其用途的不同可分为两大Hadfield)A．(R．类：、耐磨钢2％，大部1.500.90％～10％～15％，碳含量较高，一般为这类钢含锰 )％：．0％以上。其化学成分为(分在10 15．1．50Mn10.0～ C0．90～这类高锰钢的用量最多，常用来制作30～1.0 S ≤0.05 P≤0.10 Si0． 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。通常使用的保温消除铸态组织，～1100℃，即将钢加热到热处理方法是固溶处理，1050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。％0.2340～470MPa ζ15％～85热处理后力学性能为：σb615～1275MPa σ 225 ～／cm2 HBl80％ψ15％～45 aKl96～294J高锰钢经过固溶处理后还会有少量的碳化物未溶解，当其数量较少符 合检验标准时，仍可使用。奥氏体组织的高锰钢受到冲击载荷时，金属表面发生塑性变形。形变 强化的结果，在变形层内有明显的加工硬化现象，表层硬度大幅度提高。～，高
冲击载荷时，可以达到HB500低冲击载荷时，可以达到HB300～400。高硬度的 硬化层～20mm800。随冲击载荷的不同，表面硬化层深度可达10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。％～1(C 1.10中国常用的高锰钢的牌 号及其适用范围是：ZGMn13— 用于普通件，％)％～ZGMn13—2(C1.001.40用于低冲击件，1.50％)用％~1.20)用于复杂件，％～3(C0.901.30％)ZGMn13-4(C0.90％—ZGMn13 14.0％～％。11.04于高冲击件。以上种牌号钢的锰含量均为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，形变时容易马氏 体的形成和形变孪晶的产生创造了条件。常出现堆垛层错，从而为ε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。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ε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 14()()℃)，钢的压方法加工。高锰钢的铸造性能较好。钢的熔点低(约为50℃)，钢的导热性低，因此钢水流动性约为液、固相线温度间隔较小，(2的5倍，为 碳素钢好，易于浇注成型。高锰钢的线膨胀系数为纯铁的1．倍，故铸造时体
高锰钢检测项目和标准 高猛钢是一种合金钢，锰含量在10%以上。高锰钢是应用在重工业上的防磨钢材，主要应用在采石、采矿、挖掘、煤炭工业、铸造和钢铁行业等。 上海世通检测有多年检测行业经验，可以为企业提供高锰钢检测，出具检测报告。本文将会为您简单介绍如何办理高锰钢检测，如果您有疑问可以联系我们进行咨询。 高锰钢检测范围： 铸造用高锰钢，高锰钢弹簧，高锰钢刀，高锰钢焊条，高锰钢丝，高锰钢烧水壶，高锰钢管，高锰钢履带，高锰钢板等。 高锰钢检测项目： 初始硬度，金相检测，无损检测，性能检测，成分检测，密度，锰含量检测等。 高锰钢检测参考标准： ASTM E2209-2013用原子发射光谱法分析高锰钢的试验方法 GB/T 13925-2010铸造高锰钢金相 GB/T 37400.6-2019重型机械通用技术条件第6部分：铸钢件 GB/T 37400.7-2019重型机械通用技术条件第7部分：铸钢件补焊 JB/T 5940-2018工程机械高锰钢铸件通用技术条件 JB/T 6404-2017大型高锰钢铸件技术条件 JC/T 401.1-2011建材机械用铸钢件第1部分：高锰钢铸件技术条件 JC/T 401.3-2013建材机械用铸钢件第3部分：缺陷处理规定 JIS G5131-2008高锰钢铸件 KS D4104-1995高锰钢铸钢品 高锰钢检测需要提交的资料： 1、申请表：公司名称、地址、商标、营业执照； 2、产品信息：名称、型号、说明书等； 3、样品等。 高锰钢检测办理流程： 1、项目申请——向检测机构监管递检测申请。 2、资料准备——根据检测要求，企业准备好相关的文件。 3、产品测试——企业将待测样品寄到实验室进行测试。 4、编制报告——认证工程师根据合格的检测数据，编写报告。 5、递交审核——工程师将完整的报告进行审核。 6、签发报告——报告审核无误后，出具报告。
1、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点与抗拉强度升高,但塑性与冲击性降低,当碳量0、23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0、20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性与时效敏感性。 2、硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂与脱氧剂,所以镇静钢含有0、15－0、30%的硅。如果钢中含硅量超过0、50-0、60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点与抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1、0－1、2%的硅,强度可提高15－20%。硅与钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性与抗氧化的作用,可制造耐热钢。含硅1－4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。硅量增加,会降低钢的焊接性能。 3、锰(Mn):在炼钢过程中,锰就是良好的脱氧剂与脱硫剂,一般钢中含锰0、30－0、50%。在碳素钢中加入0、70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度与硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11－14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。 4、磷(P):在一般情况下,磷就是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0、045%,优质钢要求更低些。 5、硫(S):硫在通常情况下也就是有害元素。使钢产生热脆性,降低钢的延展性与韧性,在锻造与轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0、055%,优质钢要求小于0、040%。在钢中加入0、08-0、20%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。 6、铬(Cr):在结构钢与工具钢中,铬能显著提高强度、硬度与耐磨性,但同时降低塑性与韧性。铬又能提高钢的抗氧化性与耐腐蚀性,因而就是不锈钢,耐热钢的重要合金元素。 7、镍(Ni):镍能提高钢的强度,而又保持良好的塑性与韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力,在高温下有防锈与耐热能力。但由于镍就是较稀缺的资源,故应尽量采用其她合金元素代用镍铬钢。 8、钼(Mo):钼能使钢的晶粒细化,提高淬透性与热强性能,在高温时保持足够的强度与抗蠕变能力(长期在高温下受到应力,发生变形,称蠕变)。结构钢中加入钼,能提高机械性能。还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。 9、钛(Ti):钛就是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密,细化晶粒力;降低时效敏感性与冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛,可避免晶间腐蚀。10、钒(V):钒就是钢的优良脱氧剂。钢中加0、5%的钒可细化组织晶粒,提高强度与韧性。钒与碳形成的碳化物,在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。 11、钨(W):钨熔点高,比重大,就是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度与耐磨性。在工具钢加钨,可显著提高红硬性与热强性,作切削工具及锻模具用。 12、铌(Nb):铌能细化晶粒与降低钢的过热敏感性及回火脆性,提高强度,但塑性与韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌,可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌,可防止晶间腐蚀现象。 13、钴(Co):钴就是稀有的贵重金属,多用于特殊钢与合金中,如热强钢与磁性材料。 14、铜(Cu):武钢用大冶矿石所炼的钢,往往含有铜。铜能提高强度与韧性,特别就是大气腐蚀性能。缺点就是在热加工时容易产生热脆,铜含量超过0、5%塑性显著降低。当铜含量小于0、50%对焊接性无影响。 15、铝(Al):铝就是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝,可细化晶粒,提高冲击韧性,如作深冲薄板的08Al钢。铝还具有抗氧化性与抗腐蚀性能,铝与铬、硅合用,可显著提高钢的高温不起皮性能与耐高温腐蚀的能力。铝的缺点就是影响钢的热加工性能、焊接性能与切削加
钢轨重伤标准 1．钢轨头部磨耗:垂磨大于10mm，侧磨大于17mm 2．钢轨表面在任何部位有裂纹（包含螺孔裂纹、轨头下颚水平裂纹（透锈）、轨腰水平裂纹、轨头纵向裂纹、轨底裂纹）； 3．轨端或轨顶面剥落掉块，其长度超过３０ｍｍ，且深度超过８ｍｍ； 4．钢轨在任何部位变形（轨头扩大、轨腰扭曲或鼓包等），经判断确认内部有暗裂； 5．钢轨锈蚀除去铁锈后，轨底厚度小于５ｍｍ（在轨底边缘处测量）或轨腰厚度小于８ｍｍ； 6．轨顶面擦伤深度超过２ｍｍ（不含剥落掉块）； 7．钢轨探伤人员或养路工长认为有影响行车安全的其他缺陷（含黑核、白核）。 8、钢轨低头超过3.5mm 普通线路（道岔）的重伤钢轨应及时更换，换下后应及时用白漆刷上明显的“×”标记，防止再铺用。在桥上或隧道内的轻伤钢轨，应及时更换。 伤损高锰钢辙叉轻伤、重伤标准 一、高锰钢整铸辙叉轻伤标准： 1．在辙叉心宽４０ｍｍ的断面处，辙叉心垂直磨耗（不含辙叉翼轨加高部分）在正线上超过４ｍｍ，在到发线上超过６ｍｍ，在其他站线上超过８ｍｍ； 2．辙叉顶面和侧面在任何部位有裂纹； 3．辙叉心、辙叉翼轨面剥落掉块，长度超过１５ｍｍ，深度超过３ｍｍ； 4．钢轨探伤人员或养路工长认为有伤损的辙叉。 二、高锰钢整铸辙叉重伤标准： 1．在辙叉心宽４０ｍｍ的断面处，辙叉心垂直磨耗（不含辙叉翼轨加高部分）在正线上超过６ｍｍ，在到发线上超过８ｍｍ，在其他站线上超过１０ｍｍ； 5．叉趾、叉跟浇注断面变化部位斜向或水平裂纹，长度超过１２０ｍｍ或虽未超过１２０ｍｍ，但裂纹垂直高度超过４０ｍｍ； 6．底板裂纹向内裂至轨腰，并超过轨腰与圆弧的连接点； 7．螺栓孔裂纹延伸至轨端、轨头下颏或轨底，两个螺栓孔裂通； 8．辙叉心、辙叉翼轨面剥落掉块，长度超过３０ｍｍ，深度超过６ｍｍ时； 9．钢轨探伤人员或养路工长认为有影响行车安全的其它缺陷。 三、钢轨组合辙叉的垂直磨耗比照高锰钢整铸辙叉办理，其他伤损比照钢轨轻重伤标准办理。辙叉有轻伤时，应注意检查观测，达到重伤标准时，应及时更换。 ——《铁路线路维修规则》
影响高锰钢力学性能的几个因素 【摘要】论述了影响高锰钢力学性能的因素有碳化物、夹杂物、化学成分、晶粒度。经实践摸索，我们认为碳化物、夹杂物是影响高锰钢力学性能的主要因素，在检验过程中应严格控制。根据我厂实际情况，对成分控制比较严格，一般都能达到成分要求，所以对性能影响也不会太大。当不存在穿晶现象时，晶粒度对高锰钢的力学性能影响较小，在检验过程中可做为一般检验项目。 高锰钢是历史最悠久，也是世界各国通用的一种抗磨钢。这种钢适用于在重力冲击或挤压的工作条件下经受摩擦的零件，这种奥氏体钢具有加工硬化性质，在冲击或重力挤压下，其表层发生加工硬化现象，硬度比原来大幅提高，可达到450～550HBW，而冲击韧度相应有所降低。这种具有高硬度的表层使铸件具有良好的抗磨性，至于铸件的内部则由于没有受到加工硬化，仍旧保持其原有的硬度和良好的韧性。当铸件的工作表面被磨掉一层后，显露出来的新的一层又被加工硬化，而同样获得了高的硬度，由于表层具有高硬度而内部具有良好的韧性这两方面很好的结合，所以铁路道岔中高锰钢辙叉铸件就是利用这一特性制造的。为了保证高锰钢的这种力学性能，必须严格检查其关键项点，使产品保质保量，避免生产过程中出现废品。 一、高锰钢的铸态组织 含Mn=11％～14％、C=0.9％～1.4％的钢，在900℃以上时，具有单一奥氏体组织，当温度降低到约900℃以下时将有碳化物Fe3C析出，
当温度继续下降至620℃左右时，开始共析转化，并一直持续到约300℃时终了，在这样平衡条件下得到的金相组织为铁素体和碳化物。但在铸造条件下，高锰钢结晶过程中的冷却速度大于平衡条件，因此组织转变不能按平衡条件进行，而是共析转化来不及发生，得到的金相组织是由奥氏体和碳化物组成的。 二、对影响高锰钢力学性能的因素探讨 1.碳化物对高锰钢性能的影响：无论是构成网状的析出碳化物还是未熔碳化物，对高锰钢力学性能的影响非常大，使其冲击值及抗拉强度大大降低，远远低于标准规定的数值，Rm≥750MPa，ak≥147j/cm2，所以，碳化物会严重影响高锰钢的力学性能，在检查时应严格控制。 2.非金属夹杂物对高锰钢性能的影响：碳化物不仅影响高锰钢的力学性能，非金属夹杂物的含量对钢的性能也有显著影响。高锰钢由于含大量的锰，因而在钢液中会产生大量的氧化锰(MnO)，由于氧化锰在钢液中的溶解度很大，而在固态钢中的溶解度极小，因此在钢液凝固时，大量的氧化锰以非金属夹杂物的形式析出在钢的晶界上，降低钢的冲击韧度，并使铸件的热裂纹倾向增大。因为在冶炼高锰钢时，要求钢液脱氧良好，尽量降低钢液中氧化锰的含量。另外，由于非金属夹杂物的强度和塑性都很低，它们在钢液中的作用有如空洞或裂纹一样，割裂钢的本体，降低钢的性能。非金属夹杂物越多，对钢的本体割裂作用越大，显著降低钢的性能，且随着钢中夹杂物数量的增多，钢的性能大幅降低。
本技术标准根据国标GB/T 1173，作为验收砂型铝合金铸件之用。 一．铸件分类： 1、铸件按照工作条件和用途分为三类： 第Ⅰ类:承受大载荷，工作条件复杂，用于关键部位、铸件损坏将危及整机安全运行的重要铸件。 第Ⅱ类:承受中等载荷，用于重要部位，铸件损坏将影响部件的正常工作，造成事故的铸件。 第Ⅲ类:承受低载荷，用于一般部位的铸件。 二．技术要求和检验： 1.化学成分 1）合金的化学成分应符合GB/T 1173的规定。 2）对于铸件的化学成分，供应商必须进行检测并出具相关报告。 2.力学性能 1）单铸件或附铸试样的力学性能应符合GB/T 1173的要求。 2）从铸件上切取试样检验力学性能，三根试样的抗拉强度和伸长率的平均值，分别不低于GB/T 1173规定值的70%和50%。 3）铸件硬度检验按GB/T 231.1进行，硬度不合格的铸件允许进行重复热处理，随后再检验硬度，第三次热处理后仍不合格时铸件予以报废。 4）铸件尺寸和几何形状应符合图纸规定，铸件尺寸公差及加工余量应符合GB/T6414。 三．表面质量： 1.铸件表面粗糙度应符合GB6060.1铸造表面粗糙度比较样块的规定。 2.铸件需抛光加工的表面按GB6060.4的规定执行。 3.铸件需喷丸,喷砂加工的表面按GB6060.5的规定执行。 4.铸件不允许有裂纹,欠铸,疏松,气泡和任何穿透性缺陷。 5.铸件不允许有擦伤,凹陷,缺肉和网状毛刺等腰三角形缺陷。 6.铸件的浇口,飞边,溢流口,隔皮等应清理干净,但允许留有痕迹。 7.螺纹孔内起始旋入四个牙距之内不允许有缺陷。 8.在不影响铸件使用的条件下,当征得需方同意,供方可以对铸件进行浸渗和修补(如焊补,变形校整等)处理，经修补处理后的压铸件应做相应的质量检验。 9.铸件内表面表面粗糙度为：25um。 10.铸件非加工表面及加工后表面，允许有： 1）在非加工表面上，单个孔洞的最大直径不大于3mm，深度不超过壁厚的1/3。在安装边上不超过壁厚的1/4，且不大于1.5mm。在上述缺陷的同一截面的反面不得有类似缺陷。成组孔洞，最大直径不大于2mm，深度不超过壁厚的1/3，且不大于1.5mm。 2)在加工表面上，不得有任何铸造缺陷。
研发工作计划 篇一：技术研发部XX年工作总结及XX年工作计划 技术研发部XX年工作总结及XX年工作计划 XX年，技术研发部深入认真贯彻落实xxx有限公司各项文件精神，在职工的思想教育上积极引导，管理制度上不断细化和完善、严格考核，在开展“成本核算”活动上全面发动，加快了科技创新和人才队伍建设，确保了工艺生产稳定长周期运行。 一、加强部门的基础工作建设，稳步推进日常工作 技术研发部坚持抓好基础工作，结合公司的各项工作要求，推进日常工作稳步进行。 1、根据部门的具体要求和实际情况，整理汇编并完善了技术研发部的管理制度和个人岗位职责，使本部门的工作层层落实到每个实施者，使本部门的工作人人管事，事事有人管。本部门的具体管理工作安排如下：xxx负责本部门的全面工作的开展落实与实施及工作衔接与生产车间及其他部门的工作协调，xxx负责图纸的深化和图纸优化工作，具体工作由xxx负责实施。xxx负责车间的数控设备下料排版并与车间进行对接，指导车间的下料排版工作。xxx作为车间生产技术人员负责与技术研发部图纸深化技术工作进行对接，对深化的图纸进行复核，并与蓝图进行对比，确保深化后的图纸的高质量，将问题处理在车间的生产之前。xxx
负责本部门的技术资料，信息平台的建设，图纸文件的收发及后勤保障等工作。 2、根据国家有关制图标准结合公司的长期发展规划制定了本部门的详图深化制图标准及图纸深化工作流程。使本部门的有关图纸深化工作得到有序化开展，经过近几个月的使用，图纸深化工作的出图标准 规范，工作流程顺畅。 二、图纸深化工作作为我部门日常工作中的一项主要工作，根据公司计划经营部下达的工作计划，完成的图纸深化工作有xxx熔炼车间和吹炼车间及除尘风机房钢结构1300T；xxx一期钢结构3000T；xxx二期钢结构H588车间钢结构XX00T。以上的钢结构图纸深化工作，尽管我部门人员，设备缺少，但由于在图纸深化和审核工作细致，层层把关，经过车间生产后的所有钢结构件检验全部合格，经过实测实量结构尺寸全部达到原设计院蓝图要求，车间根据我部门深化后的图纸生产的结构件没有一件残次品和不合格件。为公司赢得了荣誉和信誉。xxx二期钢结构H1，H2，H3，H4，G1，G2，G3，G4，G5车间钢结构18000T图纸深化正在进行，xxx 二期其他车间的钢结构1000T也正在审图。 三、根据公司的要求，团结协作，互利共赢的发展思路，与有经验的结构加工企业取得了联系。 1、与xxx钢结构公司建立了图纸深化的合作关系，并
高锰钢 高锰钢(high manganese steel) 含锰量在10％以上的合金钢。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： (1)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 σ 0.2340～470 MPa ζ15％～85％ψ15％～45％aKl96～294J／cm2 HBl80～225 高锰钢经过固溶处理后还会有少量的碳化物未溶解，当其数量较少符合检验标准时，仍可使用。 奥氏体组织的高锰钢受到冲击载荷时，金属表面发生塑性变形。形变强化的结果，在变形层内有明显的加工硬化现象，表层硬度大幅度提高。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％～1.3 0％)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。
常用道岔的类型 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
常用道岔的类型 建国初期我国重视道岔类型的统一，形成统一标准前有53型(以年代命名类型)、55型、57型道岔，真正形成铁道部标准的是62型，后来是75型、92型、以及1996年形成的提速道岔。按行业不同，道岔类型还有工矿企业特殊类型道岔地下铁路道岔、城市轨道交通道岔、出口各类道岔等。目前我国使用最多的是75型、92型和提速道岔(以下简称3种类型道岔)，现将这3种类型道岔的产生、结构特征及其品种介绍如下。 1 3种类型道岔的产生 1．1 75型道岔从70年代初开始设计，1975年先后以铁道部标准定型了43、50 kg／m 钢轨9、1 2号4种单开道岔(TB399-75等14个)，道岔通用件(TB413—75等30个)，道岔制造技术条件(TB412—75)，高锰钢辙叉制造技术条件(TB447—74)。1977年5月泰安会议对43、50kg／m两种轨型9、12号的对称道岔、复式交分道岔、交叉渡线道岔及工矿企业用小号码(6、7号)系列道岔进行定型审查。1979年由铁三院主持完成了渡线与交分道岔组合图集的设计及审查。7O年代末期，我国生产的道岔几乎全部是75型道岔。75型道岔满足了我国各部门铁路道岔品种的需求，道岔品种空前增多，标准化程度高。直到现在，75型道岔仍是一类不可取代的道岔类型。 8O年代初，随着50AT轨的试验成功与应用，首先将75型50～ 1 2、9号两种道岔引入50AT尖轨，修改相应的垫板及跟端结构，这两种道岔(专线4103、4105)后来被称为过渡型，这两种道岔在线路上也应用不少。1981年初，随着60 kg／m钢轨的上道，当时没有相应轨型的道岔，在这种急需的情况下，设计并制造了60-12号单开道岔(图号为专线4102)，这种道岔尖轨为60 kg／m 普通钢轨带补强板，长，高锰钢辙叉趾、跟端为贯通式，尖轨跟端、垫板、轨撑连接零件等都沿用75型的结构形式，后来这种道岔也被称为过渡型。由于这种道岔的尖轨、锰叉结构上的不足，以及道岔设计制造水平的提
第3.9.11条辙叉伤损分轻伤和重伤两类。 一、高锰钢整铸辙叉轻伤标准(含可动心轨辙叉中高锰钢整铸翼轨、叉跟座)： 1.辙叉心宽40mm断面处，辙叉心垂直磨耗(不含翼轨加高部分)，50 kg／m及以下钢轨，在正线上超过4mm，到发线上超过6mm，其他站线上超过8mm；60kg／m及以上钢轨，在允许速度大于120 km ／h的正线上超过4 mm，其他正线上超过6 mm，到发线上超过8 mm，其他站线上超过10mm；可动心轨宽40mm断面及可动心轨宽20mm 断面对应的翼轨垂直磨耗(不含翼轨加高部分)超过4mm。 2.辙叉顶面和侧面的任何部位有裂纹。 3.辙叉心、辙叉翼轨面剥落掉块，在允许速度大于120km／h的线路上长度超过15mm，且深度超过1.5mm；在其他线路上长度超过15 mm，且深度超过3 mm。 4.钢轨探伤人员或线路(检查)工长认为有伤损的辙叉。 二、高锰钢整铸辙叉重伤标准(含可动心轨辙叉中高锰钢整铸翼轨、叉跟座)： 1.辙叉心宽40mm断面处，辙叉心垂直磨耗(不含翼轨加高部分)，50kg／m及以下钢轨，在正线上超过6mm到发线上超过8mm，其他站线上超过10mm；60kg／m及以上钢轨，在允许速度大于120km／h的正线上超过6 mm，其他正线上超过8mm，到发线上超过10mm，其他站线上超过11mm；可动心轨宽40mm断面及可动心轨宽20mm 断面对应的翼轨垂直磨耗(不含翼轨加高部分)超过6 mm(33kg／m及其以下钢轨由铁路局规定)。 2.垂直裂纹长度(含轨面部分裂纹长度)超过表 3.9.11—1所列限度者。
5.叉趾、叉跟浇注断面变化部位斜向或水平裂纹长度超过120mm，或虽未超过120mm，但裂纹垂直高度超过40mm。 6.底板裂纹向内裂至轨腰，并超过轨腰与圆弧的连接点。 7.螺栓孔裂纹延伸至轨端、轨头下颚或轨底，两相邻螺栓孔裂通。 8.辙叉心、辙叉翼轨面剥落掉块长度超过30 mm，且深度超过6mm。 9.钢轨探伤人员或线路(检查)工长认为有影响行车安全的其他缺陷。 三、钢轨组合辙叉的垂直磨耗比照高锰钢整铸辙叉办理，其他伤损比照钢轨轻重伤标准办理。 辙叉有轻伤时，应注意检查观测，达到重伤标准时应及时更换。
建材机械用高锰钢铸件技术条件 1主题内容与适用范围1．1本标准规定了高锰钢铸件的材料牌号、技术要求和检验规则等。1．2本标准适用于建材机械中的高锰钢铸件。2引用标准GB223钢铁及合金化学分析方法GB228金属拉力试验法GB231金属布氏硬度试验方法GB2106金属夏比（V型缺口）冲击试验方法YB3210高锰钢铸件技术条件JC40l．3建材机械用铸钢件缺陷处理规定Jc10l．4建材机械用铸钢件交货技术条件3材料牌号高锰钢铸件的材料牌号见表1表1材料牌号用途ZGMn13-A强烈冲击高负荷磨损铸件ZGMn13-B一般冲击磨损铸件ZGMn13Cr2高屈服耐磨铸件4技术要求4．1化学成份高锰钢的化学成份应符合表2的规定。表2材料牌号元素含量% C Mn Si P S Cr ZGMn13-A 1.10-1.30 11.00-13.00 0.40-0.70≤0.07≤0.04 - ZGMn13-B 1.00-1.40 11.00-14.00 0.30-0.80≤0.09≤0.05 - ZGMn13cr20.90-1.30 11.00-14.00 0.30-0.80≤0.08≤0.04 1.50-2.50 4．2机械性能高锰钢铸件必须进行水韧处理，处理后试样的机械性能应符合表3的规定。表3材料牌号机械性能最小值屈服强度抗拉强度延伸率冲击吸收功硬度σsσbδ5Ａkv HB N/mm[2] N/mm[2] % J ZGMn13-A - 680 25 92≤229 ZGMn13-B - 640 20 -≤229 ZGMn13Cr2380 710 20 -≤243 4. 3金相组织 4．3．1高锰钢铸件水韧处理后试样的金相组织应为奥氏体，允许晶粒内残存少量分散的碳化物，晶界存在断续网状碳化物。 4．3．2 ZGMn13－A、ZGMn13－B的金相组织应符合下列规定： a.碳化物不超过YB 3210第一评级图的3级、3A级或3B级； b．非金属夹杂物总和（氧化物+硫化物）不超过YB 3210第二评级图的3A级或4A级。4．4尺寸公差 4．4．1高锰钢铸件的主要尺寸公差为CT12级；中小型铸件的装配尺寸公差为CT11级，其值见表4。表4 mm铸件≤100 >100 >160 >250 >400 >630 +1000 >1600基本尺寸～160～250～400～630～1000～1600～2500 CT11 +1.8 +2.0 +2.2 +2.5 +2.8 - - -公-2.6 -3.4 -3.4 -3.7 -4.2 - - -差CT12 +2.4 +2.8 +3.2 +3.6 +4.0 +4.4 +5.2 +6.0 -3.6 -4.2 -4.8 -5.4 -6.0 -6.6 -7.8 -9.0 4．4．2高锰钢铸件的孔一般应铸出。装配孔和槽的尺寸公差应符合表5的规定。表5 mm 孔径和槽尺寸≤25〉25～40〉40～63〉63～100公+2.4 +2.7 +3.0 +3.3差-0.8 -0.9 -1.0 -1.1 4．4．3装配孔距尺寸公差应符合表6的规定。表6 mm装配孔距≤100〉100〉160〉250〉400〉630〉1000尺寸～160～250～400～630～1000～1600公差±2.2±2.5±2.8±3.1±±3.5±4.0±4.5 4．5形状公差 4．5．1直线度和平面度公差应不超过表7的规定。表7 mm铸件基本≤250〉250〉400〉630〉1000〉1600尺寸～400～630～1000～1600～2500公差值2 3 4 5 6 7 4．5．2圈形铸件的圆度公差应不超过表8的规定。表8 mm铸件基本≤400〉400〉630〉1000〉1600尺寸～630～1000～1600～2500公差值4.5 5.0 5.5 6.5 7.5 4．6铸件重量偏差 4．6．1铸件重量偏差不得超过表9的规定。表9铸件公称重量kg≤50〉50～150〉150～300〉300～800偏差率%±6.0±5.5±5.0±4.5 4．6．2铸件公称重量以铸件工艺重量为准，包括加工余量、工艺补正量等，可用下列方法之一进行考核。a.合格铸件的首件实际重量。b．在批量件中，取10个合格铸件的平均重量。4. 7外观质量4．7．1铸件上的型砂、芯砂、飞边、毛刺等必须清除干净；浇冒口和多肉必须切除；在装配面的凸点应
关于高锰钢的若干问题通常高锰钢含13%Mn，已有百余年历史，至今尚有一些问题在这里讨论一下，可能对读者有所裨益。 1 常用高锰钢 1.1 国内近20年来，由于过去滥用高锰钢，在一些原不该用高锰钢的场合也用了。后来人们用其它材料代替了高锰钢，取得了很大成绩。但这并不是说高锰钢的用途越来越小，不值得重视了。其实不然，高锰钢仍拥有巨大市场，其中绝大多数是Mn13，其次则是含铬的Mn13Cr2。此外，还有加入其它合金元素的高锰钢(见表1)［1］。 表1 高锰钢的典型成分 Tab.1 Typical composition of high manganese steel %
1.2 加入各种合金元素后的力学性能，如图1至图4［1］所示，从中可以看到几 个问题： (1) 薄断面(25 mm)的性能均优于厚断面(150 mm)，这是由于厚断面中碳的偏析比较严重所致［2］，这也是在对待厚断面高锰钢件时应该十分注意的一个问 题。 (2) 通常高锰钢的σs只有350 MPa左右，使高锰钢件在服役中易于产生流变，流变使生产操作十分不便，而且甚至会产生严重的后果。加入Cr、Mo、Ni 等元素可以提高σb，但主要的着眼点却在于提高σs(图1、2)，其中含Cr或Mo 的高锰钢可达σs 410 MPa，那种高屈服点的高锰钢σs可达660 MPa。有人以为加Cr可以提高耐磨寿命，但实践并未观察到这一现象。 (3) 加Mo可以提高σs，而不牺牲韧性，这点优于加铬。加Mo可提高铸态高锰钢的力学性能(δ＞20%，αK(夏氏)＞53 J/cm2），因此有些铸件若不适宜进行热处理，可以采用这种措施。由于Mo与C易于结合，使C在钢中的溶解减慢，推迟碳化物的析出［3］，并指出加入1.0%Mo可基本上消除铸态碳化物，韧性得以提高。Mo的这一特点就赋予高锰钢一些方便之处，也就是在铸造、切割、焊补时不易产生裂纹(指碳低时)。Mo既然能抑制淬火时碳化物的析出，因此适用于厚壁铸件及高碳铸件。经弥散硬化处理的含Mo Mn13可以提高寿命。 (4) 由图3和图4中的韧性指标可以看出中锰钢的δ和αK最低。这种合金在国外开始于60年代初，本来认为它容易加工硬化，能提高使用寿命，但实际上几十年来却得不到推广应用，问题是生产中或使用中均易发生开裂之故［2］。国内也有报道［4］，为提高中、低冲击工况下的耐磨性，人们开发了中、低锰钢，
热处理技术与装备 高锰钢的热处理是将高锰钢铸件加热到碳化物固溶的温度,并保温一定时间,然后在水中快速冷却,形成单一的奥氏体组织,使其强度和韧性大大提高,达到可加工硬化的目的。与普通碳钢不同,高锰钢在水中淬火后不是变硬,而是变软了,因此高锰钢的热处理又叫水韧处理。在热处理过程中,碳化物是在固溶态下溶解到奥氏体中去的,所以又叫固溶强化处理。高锰钢固溶理的参数主要有入炉温度、升温速度、保温温度、保温时间、摆放位置等。 1入炉温度和加热速度 高锰钢铸件在入炉之前,铸件表面的粘砂、披缝和浇注冒口要清理干净。粘砂对铸件加热或冷却都有隔热作用,使铸件加热和入水后的冷却不均匀,严重粘砂会降低铸件入水后的冷却速度,造成晶界碳化物重新析出。披缝较薄,在热处理加热时会脱碳,水淬后会变成马氏体,马氏体相变体积膨胀,可能会使铸件基体受到拉应力而开裂。高锰钢导热性能低, 100℃以下为碳钢的1/4～1/6倍, 600℃时为碳钢的1/2～5/7倍。高锰钢热膨胀系数大,为碳钢的2倍, 500℃以上更大。虽然铸件在低温加热过程中无相变应力发生,但加热到300℃以上,会在晶内和 晶界上出现脆性碳化物增多的现象,有时会发生珠光体转变。高锰钢辙叉结构复杂,同一铸件壁厚相差悬殊,铸件本身存在不小不等的铸造应力。在热 第1期吴霞等:高锰钢的热处理 处理的加热或冷却过程中不同部位存在较大的温差,产生热应力。这样,热应力和铸造应力叠加,会使辙叉产生裂纹。因此,必须控制高锰钢辙叉的入炉温度和加热速度。高锰钢辙叉热处理工艺分两种:冷辙叉处理和热辙叉处理。对于热辙叉,如果装入同一窑的所有辙叉的装窑温度基本和窑温一致,则这种工艺可以节能,提高效率。但在实际生产中装窑温度很难与 窑温一致,且相差较大,主要原因有:不同炉次的辙叉开箱水爆后在同一窑中进行热处理,造成同一窑中辙叉的初始温度不同;由于连续生产,每天窑的温度也不尽相同;季节性的温度变化导致辙叉与窑温的变化较大;辙叉在窑内的排序不同会造成一定的温差。这样导致辙叉与炉窑存在较大温差。沈阳铁路局薛家配件厂老工艺的热辙叉升温起点高(450℃),升温速度快(150℃/h)。由于高锰钢导热性差,就会使辙叉内部产生较大的热应力,在随后的水淬急剧冷却处理中或前期升温时发生开裂。对于冷辙叉(温度为室温)前期均温不够、保温时间短、升温起点高(分别为400℃和200℃),升温快(分别为160℃/h和90℃/h)。这样升温曲线起点、辙叉和炉窑起始温度存在较大温差,导致辙叉在水韧处理后开裂。图1是他们改进后的高锰钢辙叉热处理工艺。在新工艺中,冷辙叉的装窑温度降到室温,热辙叉装窑温度降到150℃。两种辙叉入窑后都均温1. 0～1. 5h后再升温。在650℃以下升温时,由于高锰钢晶界和晶内会析出碳化物,有时还会发生珠光体转变,因此升温速度要慢。改进后的工艺,冷、热两种辙叉从150℃升温到650℃时,升温速度均为90℃/h,冷辙叉在150℃以下升温速度要降到70℃/h。此外,在650℃以下升温时,升温速度随高锰钢中C、P含量增加而放慢,这是因为C、P含量与热处理时加热裂纹密切相关。升温到650～700℃时,要保温1～2h,目的使辙叉温度均匀,消除铸造应力。温度大于650℃,超过了高锰钢的弹性变形温度,高锰钢由弹性状态进入塑性状态,而且脆性碳化物逐渐溶解到奥氏体中去,钢的强度和塑性得到改善,加上保温处理,铸造应力得到消除。因此随后可以快速升温,升温速度大于100℃/h,甚至到150℃/h。 图1高锰钢辙叉改进后的热处理工艺 2固溶处理温度和保温时间 固溶处理温度和保温时间确定的根据为:碳化物充分溶解、奥氏体适当的晶粒度、钢中化学成分均匀,得到最佳的力学性能、防止过热组织出现。TB/T447- 2004规定对不含其他合金元素高锰钢辙叉的水韧处理温度为1000～1100℃。渗碳体型的碳化物溶解过程是碳从碳化物中向奥氏体中扩散,原来渗碳体相的铁原子自扩散,并形成面心立方的奥氏体。(Fe,Mn) 3C型碳化物中的碳原子和其它原子作用力较弱,扩散过程容易进行,溶解速度较快。加热到