奥氏体锰钢
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astm international 超低温奥氏体高锰钢标准ASTM International(美国材料与试验协会)是世界上最大的标准制定组织之一,致力于制定和发布各种行业的标准,包括金属和合金材料的标准。
在金属材料领域中,ASTM International发布了许多关于钢材的标准,其中包括了超低温奥氏体高锰钢的标准。
本文将就ASTM International超低温奥氏体高锰钢标准的相关内容进行深入探讨,并共享个人观点和理解。
ASTM International对于超低温奥氏体高锰钢的标准主要涉及其化学成分、机械性能、热处理和金相组织等方面的要求。
化学成分方面的要求是保证超低温奥氏体高锰钢具有足够的强度和韧性,同时能够满足特定的使用条件。
在机械性能方面,标准对超低温奥氏体高锰钢的抗拉强度、屈服强度、延伸率和冲击韧性等性能进行了详细的规定,以保证其在低温环境下的可靠性和安全性。
标准还对超低温奥氏体高锰钢的热处理工艺和金相组织进行了具体的要求,以确保其组织和性能达到标准规定的要求。
个人观点及理解方面,我认为ASTM International的超低温奥氏体高锰钢标准的制定对于推动超低温材料的技术发展和应用具有重要意义。
随着现代科学技术的不断发展,对于在特殊条件下使用的材料提出了更高的要求,而超低温奥氏体高锰钢正是应对这一需求而发展起来的一种材料。
ASTM International的标准为超低温奥氏体高锰钢的生产、加工和应用提供了具体的指导和保障,有助于提高材料的质量和可靠性,同时也促进了相关技术的进步和创新。
通过遵循标准的要求,可以有效地降低材料在低温条件下出现的断裂和失效风险,从而保障了相关设备和工程的安全运行。
总结回顾方面,ASTM International的超低温奥氏体高锰钢标准是该领域内具有权威性和指导性的标准之一,其制定是基于对于超低温材料特性和应用需求的深刻理解和实践经验总结。
锰13锰13是奥氏体高锰钢,表示锰含量为13%。
Mn13高锰钢又称Hadfield钢,是由英国人Hadfield于1882年发明的。
奥氏体高锰钢是碳含量为0.9%~1.3%、锰含量为11%~14%的高合金钢。
奥氏体高锰钢经过热处理后,具有很高的韧性,是一种非常强韧的非磁性合金,在冲击载荷作用下,表面层将发生加工硬化而具有高耐磨性,广泛用于制造具有高耐磨性并承受冲击载荷的部件。
材料名称:耐磨钢铸件标准:GB 5680-85锰钢特性及适用范围:具有高的抗拉强度、塑性和韧性以及无磁性,即使零件磨损到很薄,仍能承受较大的冲击载荷而不致破裂,可用于铸造各种耐冲击的磨损件,如球磨机衬板、挖掘机斗齿、破碎机牙板等。
一般用于结构简单,要求以耐磨为主的低冲击铸件,如衬板、齿板、破碎壁、轧臼壁、辊套和铲齿化学成份:碳 C :1.10~1.50硅 Si:0.30~1.00锰 Mn:11.00~14.00硫 S :≤0.050磷 P :≤0.090力学性能:抗拉强度σb (MPa):≥637伸长率δ (%):≥20硬度:≤229HB热处理规范及金相组织:热处理规范:淬火,1060~1100℃,水冷。
ZGMn13高锰钢化学成分表ZGMn13ZGMn13高锰铸钢的钢号与化学成分(质量分数)(%)钢号 C Si Mn P≤ S≤ Cr MoZGMn13-1 1.00~1.45 0.30~1.00 11.0~14.0 0.090 0.040 ——ZGMn13-2 0.90~1.35 0.30~1.00 11.0~14.0 0.070 0.040 ——ZGMn13-3 0.95~1.35 0.30~1.00 11.0~14.0 0.070 0.035 ——ZGMn13-4 0.90~1.30 0.30~1.00 11.0~14.0 0.070 0.040 1.50~2.50 —ZGMn13-5 0.75~ 1.30 0.30~ 1.00 11.0~14.0 0.070 0.040 — 0.90~1.20b.高锰铸钢的力学性能与用途。
奥氏体锰钢铸件标准一、范围本标准规定了奥氏体锰钢铸件的技术要求、试验方法、检验规则、标志、贮存、包装和运输。
本标准适用于奥氏体锰钢铸件的生产和检验。
二、规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
三、牌号与技术要求奥氏体锰钢铸件应符合以下牌号与技术要求:1. 牌号:奥氏体锰钢铸件应按照规定的方法和程序进行牌号分类,至少包括ZGMn13、ZGMn13Cr2等。
2. 技术要求:奥氏体锰钢铸件应满足以下技术要求:(1)化学成分:化学成分应符合相关标准和设计要求,并应进行检验和记录。
(2)力学性能:力学性能应符合相关标准和设计要求,并应进行检验和记录。
(3)金相组织:金相组织应符合相关标准和设计要求,并应进行检验和记录。
(4)表面质量:铸件表面质量应符合相关标准和设计要求,并应进行检验和记录。
四、试验方法1. 化学成分:化学成分应采用光谱分析、化学分析等方法进行检验和记录。
2. 力学性能:力学性能应采用拉伸试验、冲击试验等方法进行检验和记录。
3. 金相组织:金相组织应采用金相显微镜等方法进行观察和记录。
4. 表面质量:铸件表面质量应采用目视检查、无损检测等方法进行检验和记录。
五、检验规则1. 出厂检验:每批奥氏体锰钢铸件均应进行出厂检验,检验项目应包括化学成分、力学性能、金相组织和表面质量等。
出厂检验应由质量管理部门负责监督实施。
2. 型式检验:在下列情况下,应进行型式检验:(1)新产品或老产品转产生产的试制定型鉴定时;(2)正式生产后,如产品的设计、材料、工艺有较大改变,可能影响产品性能时;(3)正常生产时,定期或积累一定产量后,应周期性进行一次检验;(4)产品长期停产后,恢复生产时;(5)出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时;(6)国家质量监督机构提出进行型式检验的要求时。
奥氏体锰钢铸件奥氏体锰钢铸件是一种具有优异性能的铸造材料。
它以其优良的耐磨性、高强度和良好的耐腐蚀性而在各个领域得到广泛应用。
本文将从奥氏体锰钢铸件的特性、制造工艺以及使用注意事项等方面进行全面解读,以期为读者提供有关该材料的综合指导。
首先,我们来了解奥氏体锰钢铸件的特性。
该材料主要由奥氏体结构组成,具有高硬度、高强度、高耐磨性和良好的韧性。
它的耐磨性特别出色,适用于在磨损严重的工况下使用,如矿山机械、建筑机械等领域。
此外,奥氏体锰钢铸件还具有较好的耐腐蚀性能,可以在恶劣的工作环境中长期使用。
关于奥氏体锰钢铸件的制造工艺,我们需要注意几个关键环节。
首先是原材料的选择,要选择优质的高锰钢材料,以确保最终产品的质量。
其次是熔炼和浇注过程,要严格控制熔炼温度和保持良好的冷却速率,以避免产生缺陷。
接着是热处理工艺,适当的热处理可以提高材料的硬度和强度。
最后是加工工艺,包括铣削、磨削、切削等,要根据具体需要选择合适的加工方法。
在使用奥氏体锰钢铸件时,我们需要注意以下几点。
首先是定期检查和维护,及时发现并处理可能存在的缺陷或损伤,以延长使用寿命。
其次是避免超负荷使用,根据工作负荷合理选择材料规格和尺寸。
同时,注意避免过高或过低的工作温度,以免影响材料的机械性能。
此外,还需注意避免与酸、碱等腐蚀性物质接触,以免对材料的性能产生不良影响。
总之,奥氏体锰钢铸件以其优异的性能在众多领域得到广泛应用。
在使用和制造过程中,我们需要了解其特性、掌握制造工艺,并注意使用时的维护和注意事项。
只有这样,才能充分发挥奥氏体锰钢铸件的优势,提高工作效率,并延长其使用寿命。
希望本文对读者有所启发,并能为相关行业提供有益的指导意义。
astm international 超低温奥氏体高锰钢标准ASTM International超低温奥氏体高锰钢标准摘要超低温奥氏体高锰钢是一种特殊钢材,其具有优异的低温性能和高强度。
本文主要介绍ASTM International发布的关于超低温奥氏体高锰钢的标准。
该标准详细规定了超低温奥氏体高锰钢的化学成分、机械性能、热处理要求、试验方法等方面的要求,旨在确保超低温奥氏体高锰钢的质量和性能可靠,以满足工程和应用的需求。
引言超低温奥氏体高锰钢具有出色的低温韧性和高强度,广泛应用于船舶、海洋工程、核工程等领域的低温设备制造中。
为了确保超低温奥氏体高锰钢材质量的稳定和性能的可靠,ASTM International发布了一系列的标准。
1. 标准范围本标准适用于超低温奥氏体高锰钢的材料规格、化学成分、机械性能和热处理要求等。
其中,材料规格包括产品形态、尺寸、重量等要求;化学成分包括元素含量、杂质限制等要求;机械性能包括拉伸强度、屈服强度、延伸率、冲击韧性等要求;热处理要求包括热处理工艺、温度、时间等要求。
2. 材料规格超低温奥氏体高锰钢可按照不同的产品形态进行分类,例如板材、管材、型材等。
对于每种产品形态,标准规定了相应的尺寸范围、重量范围以及允许的偏差。
这些规定旨在确保超低温奥氏体高锰钢产品具有一致的尺寸和重量特性,以满足用户的需求。
3. 化学成分超低温奥氏体高锰钢的化学成分非常重要,它直接影响材料的机械性能和耐腐蚀性能。
该标准详细列出了超低温奥氏体高锰钢的化学成分要求,包括主要元素的含量范围、杂质含量的限制等。
这些要求旨在确保超低温奥氏体高锰钢的化学成分与所要求的性能相匹配。
4. 机械性能超低温奥氏体高锰钢的机械性能包括拉伸强度、屈服强度、延伸率、冲击韧性等。
本标准规定了这些机械性能的测试方法和要求。
通过这些测试,可以评估超低温奥氏体高锰钢的强度和韧性,确保其在低温环境下的可靠性。
5. 热处理要求为了进一步提高超低温奥氏体高锰钢的性能,常需要进行热处理。
生产高锰钢要知道的知识梳理1奥氏体耐磨高锰钢的两个重要特性奥氏体耐磨高锰钢的两个重要特性是优异的加工硬化能力和高的冲击韧性,经强烈冲击变形后,其表层硬度可从HB170-230提高到HB500-800,而硬化层内侧仍保持为高韧性的奥氏体组织。
因而不仅具有良好的安全可靠性,而且具有较高的抗冲击磨料磨损的能力。
高锰钢在高冲击负荷作用下才能表现出最佳的耐磨性,在此情况下要有良好的冲击韧性。
因此被广泛应用于冶金、矿山、建材、电力和铁路等部门所使用的耐磨件上,如挖掘机铲齿、球磨机衬板、锤式破碎机锤头及衬板、拖拉机履带板和铁路道岔等。
2标准型奥氏体高锰钢标准型奥氏体高锰钢的主要化学成分是碳和锰,经水韧处理后可以获得单一的奥氏体组织。
高锰钢中锰的主要作用是稳定奥氏体组织,在钢中扩大Y相区。
钢中含锰量的选择,主要决定于工况条件、铸件的结构尺寸等几个方面的因素。
厚壁铸件为保证热处理时不致析出碳化物,一般锰的含量高些。
用于强烈冲击条件的高锰钢铸件,含锰量应该高些。
含锰量一定时,适当提高含碳量可以改善耐磨性,但是含碳量超过1.5%时,对耐磨性的影响则不明显。
而且提高含碳量在改善高锰钢耐磨性的同时,会明显降低材料的冲击韧性。
高锰钢在高冲击负荷作用下才能表现出最佳的耐磨性,在此情况下要有良好的冲击韧性。
因此,为了使高锰钢具有较好的耐磨性和冲击韧性的配合,含碳量不宜过高。
M/C=10,可得到较好的强韧性配合。
3高锰钢的不适应性高锰钢优异的耐磨性是建立在加工硬化的基础上,需要在高应力下才能充分加工硬化,但就耐磨件工作条件而言,高应力工况不足,绝大部分都是在中低应力状态下工作,因而高锰钢不易被加工硬化,耐磨性不能充分发挥。
在固溶处理后的水淬过程中受冷却速度的限制,容易析出脆性碳化物,引入脆性相,对于厚大断面工件,心部常常出现碳化物,从而降低使用性能;寒冷条件下使用的高锰钢常出现脆断现象;在高温或湿磨的条件下腐蚀磨损;在铸造过程中,晶界出现碳化物。
我国高锰钢的型号1. 引言高锰钢是一种含锰量较高的特种钢材,具有优异的耐磨性、耐蚀性和高温强度等特点。
我国在高锰钢的研发和生产方面取得了显著的成就,形成了一系列具有自主知识产权的高锰钢型号。
本文将介绍我国高锰钢的型号及其特点。
2. 型号分类我国的高锰钢型号根据其化学成分、力学性能和应用领域等因素进行分类。
根据国家标准,我国高锰钢型号主要分为以下几类:2.1 高锰奥氏体耐磨钢高锰奥氏体耐磨钢是一种具有高硬度和高耐磨性的钢材,常用于矿山、建筑、冶金等领域的耐磨零部件制造。
我国的高锰奥氏体耐磨钢主要有以下型号:•Mn13•Mn13Cr2•Mn18•Mn18Cr2这些型号的高锰奥氏体耐磨钢具有较高的硬度和耐磨性,能够在恶劣的工作环境中保持较长的使用寿命。
2.2 高锰奥氏体耐酸钢高锰奥氏体耐酸钢是一种具有抗腐蚀能力的钢材,常用于化工、石油、冶金等领域的耐酸设备制造。
我国的高锰奥氏体耐酸钢主要有以下型号:•Mn13Cr2Ni•Mn13Cr2NiMo•Mn18Cr2NiMo这些型号的高锰奥氏体耐酸钢具有较好的耐蚀性和高温强度,能够在酸性环境中长期稳定工作。
2.3 高锰奥氏体耐磨耐酸钢高锰奥氏体耐磨耐酸钢是一种同时具有高硬度、高耐磨性和抗腐蚀能力的钢材,常用于冶金、矿山、化工等领域的耐磨耐酸设备制造。
我国的高锰奥氏体耐磨耐酸钢主要有以下型号:•Mn13Cr2NiMo•Mn18Cr2NiMo这些型号的高锰奥氏体耐磨耐酸钢具有较高的硬度、耐磨性和耐蚀性,能够在恶劣的工作环境中保持较长的使用寿命。
3. 型号特点我国高锰钢的型号在化学成分、力学性能和应用特点上各有不同,下面将介绍各个型号的特点。
3.1 Mn13Mn13型高锰奥氏体耐磨钢具有较高的硬度和耐磨性,适用于制造矿山设备的耐磨零部件,如破碎机的颚板、锤头等。
其主要特点包括:•化学成分:C≤1.20%,Mn≥12.00%•强度:σb≥685MPa•硬度:HB≥2003.2 Mn13Cr2Mn13Cr2型高锰奥氏体耐磨钢在Mn13的基础上添加了Cr元素,提高了其硬度和耐磨性,适用于制造对抗较严重磨损的零部件。
奥氏体锰钢1882年Robert Abbot Hadfield发明了高锰钢。
此钢在高冲击载荷及高挤压应力下,使工件表面加工硬化,显微硬度由HV250提高到HV750左右,而工件内部仍保持优良韧性,即使零件很薄,仍能承受较大的冲击载荷而不断裂,其耐磨性与HRC50的马氏体相当。
因此广泛用于冶金、矿山机械、建筑机械、拖拉机履带板等易损件。
高锰钢的加工硬化机理有位错堆积与形变诱导变两种理论。
近年来的研究更多的支持了位错堆积论。
认为,高锰钢在摩擦作用下高度强化是由于形成大量的位错、孪晶变形、锒嵌缺陷及块状组织细化等。
在位错密度达到极限值时,滑移实际上不可能,这是孪晶成为主要的变形形式。
但是在低冲击载荷或低应力下,由于不可能达到那样高的加工硬化度,这时高锰钢的耐磨性不如其它耐磨钢好。
如用高锰钢作喷丸机的喷嘴,其寿命和一般碳钢相当。
用ZGMn13做球磨机衬板一般使用六到八个月,多者一年,使用寿命还不如T8钢及其它低合金耐磨钢。
另外,即使在较高的冲击载荷下,如果破碎的矿石较软,其耐磨性也较差。
如锤式破碎机的锤头,破碎含有泥沙的较软的矿石时,锤头表层加工硬化只有240—300HB,锤头寿命最多18小时。
综上可见,高锰钢不是任何情况都是耐磨的,只有在高冲击下和高应力下迅速加工硬化,形成耐磨的表面层时,才显出较高的耐磨性。
虽然近年来新型材料很多,部分地取代了高锰钢,但人们还从各方面对高锰钢进行改进,并取得了很大的成交。
主要有三条途径,一是高锰钢的再合金化,二是改变高锰钢的Mn/C 比,三是生产工艺的改进。
分述如下:1、高锰钢的再合金化为了提高高锰钢的耐磨性及屈服强度等性能,因内外广泛使用合金化或微合金化的方法骐在于强化固溶体,减少碳化物的析出,改变碳化物的形态和分布,改善奥氏体加工硬化性能。
合金元素提高屈服强度和抗拉强度的幅度依次为V>mo>Cr,但V、Mo、Cr都使延伸率和冲击韧性下降。
其中,V使延伸率和冲击值的下降幅度最大,MO,Cr次之。
高锰钢(Mn13)的焊接(焊补)高锰钢是指含碳量为0.9%~1.3%,含锰量为11.0%~14.0%的铸钢,即ZGMn13。
此材料在1000~1100 ℃之间为单一奥氏体组织,为保持此组织,需高温淬火,即在1100~1050 ℃间的温度内立即水淬至常温。
经过热处理后的高锰钢,如果再加热到250 ℃以上,就会有碳化物析出,其脆性增加,再有此材料的线胀系数大,易出现较大内应力,如果采取常规焊接工艺焊接会出现开裂现象,原因是焊后缓冷到950~250 ℃的温度区间内,会有大量碳化物析出,使母材变脆,再有内应力大,冷却后检查焊缝与母材间已开裂。
解决此问题,就要根据此材料的特殊性质,采取特殊焊接工艺,采取间断焊接、焊后立即水冷至常温的办法,使焊缝避开那段温度区。
它的特点是:抗强烈的挤压,冲击耐磨钢。
其表层迅速发生加工硬化现象,使其在心部仍保持奥氏体良好的韧性和塑性的同时硬化层具有良好的耐磨性能。
用于ZGMn13奥氏体高锰钢的焊条有两种类型:一种是高锰钢型焊条D256(或D266)(EDMn-A-16)和(EDMn-B-16),主要用于堆焊受严重冲击磨料磨损零件,如碎石机颚板等;另一种是Cr-Mn型焊条D276(EDCrMo-B-16)和D277(EDCrMo-B-15),其堆焊金属处于介稳定状态的高锰奥氏体,当受到强烈冲击后转变为马氏体,主要用于耐气蚀的堆焊或高锰钢堆焊,如水轮机叶片、挖掘机斗齿等。
用于补焊ZGMn13奥氏体高锰钢的焊条用:A102(或A107).焊前焊条须经250℃左右烘焙1h。
焊补或焊接ZGMn13奥氏体高锰钢时,应该采用热源集中、线能量小的焊接方法,如手弧焊、熔化极气体保护焊等。
焊补或焊接工艺:1)焊前必须清理焊补处的泥垢、油垢和铁锈,仔细检查有无起层、裂纹、夹砂、气孔和缩孔等缺陷。
若有这些缺陷,必须用砂轮或电弧气刨铲出。
磨损的部位必须用砂轮磨去硬化层,因为硬化层的金属对裂纹十分敏感。
奥氏体锰钢
1882年Robert Abbot Hadfield发明了高锰钢。
此钢在高冲击载荷及高挤压应力下,使工件表面加工硬化,显微硬度由HV250提高到HV750左右,而工件内部仍保持优良韧性,即使零件很薄,仍能承受较大的冲击载荷而不断裂,其耐磨性与HRC50的马氏体相当。
因此广泛用于冶金、矿山机械、建筑机械、拖拉机履带板等易损件。
高锰钢的加工硬化机理有位错堆积与形变诱导变两种理论。
近年来的研究更多的支持了位错堆积论。
认为,高锰钢在摩擦作用下高度强化是由于形成大量的位错、孪晶变形、锒嵌缺陷及块状组织细化等。
在位错密度达到极限值时,滑移实际上不可能,这是孪晶成为主要的变形形式。
但是在低冲击载荷或低应力下,由于不可能达到那样高的加工硬化度,这时高锰钢的耐磨性不如其它耐磨钢好。
如用高锰钢作喷丸机的喷嘴,其寿命和一般碳钢相当。
用ZGMn13做球磨机衬板一般使用六到八个月,多者一年,使用寿命还不如T8钢及其它低合金耐磨钢。
另外,即使在较高的冲击载荷下,如果破碎的矿石较软,其耐磨性也较差。
如锤式破碎机的锤头,破碎含有泥沙的较软的矿石时,锤头表层加工硬化只有240—300HB,锤头寿命最多18小时。
综上可见,高锰钢不是任何情况都是耐磨的,只有在高冲击下和高应力下迅速加工硬化,形成耐磨的表面层时,才显出较高的耐磨性。
虽然近年来新型材料很多,部分地取代了高锰钢,但人们还从各方面对高锰钢进行改进,并取得了很大的成交。
主要有三条途径,一是高锰钢的再合金化,二是改变高锰钢的Mn/C 比,三是生产工艺的改进。
分述如下:
1、高锰钢的再合金化
为了提高高锰钢的耐磨性及屈服强度等性能,因内外广泛使用合金化或微合金化的方法骐在于强化固溶体,减少碳化物的析出,改变碳化物的形态和分布,改善奥氏体加工硬化性能。
合金元素提高屈服强度和抗拉强度的幅度依次为V>mo>Cr,但V、Mo、Cr都使延伸率和冲击韧性下降。
其中,V使延伸率和冲击值的下降幅度最大,MO,Cr次之。
在Mn13中加入2%的Cr,亦即Mn13Cr2,可提高屈服强度,提高耐磨性。
但由于晶界碳化物析出倾向增加,从而使钢的延性和比Mn13降低30—40%。
加放1%--2%的Mo可使屈服强度提高,并且提高980 时的高温强度及延性,从而减少了热裂倾向。
钼还能阻止连续冷却或等温停留时奥氏体分解。
钼可以与较低的奥氏体化温度相配合,形成弥散颁布的碳化物,还能抑制厚大锰钢件冷却时珠光体和针状碳化物的形成。
钨也有类似作用,但效果不如钼。
加入2—3%的Ni可制造无磁工件。
如同时加入0.2—0.4%的Bi,能改善高锰钢的加工性能。
微合金化(约0.05%--0.14%)的方法对高锰钢进行变质处理是用得最多的生产方法,生产工艺简单,成本低,技术难度也较低,效果很明显。
加入0.1—0.5%的Ti,有减小形成晶界碳化物膜的倾向,可以细化组织和提高耐磨性。
但Ti量不宜太高,太高促使碳化物和氮化物沉积,对韧性不利。
加Ti后耐磨性可以提高25—50%。
有钒钛同时对高锰钢变质处理,可细化晶粒,消除柱状晶,在不降低塑性韧性条件下提高屈服强度。
一般在出钢时加入包中,出钢前用铝脱氧。
加钒钛的高锰钢在较低的变形量(15%)下,就可以得到高的硬度值。
而Mn13要在25%的变形量下才能达到同样的硬度值。
在加Ti或V、Ti的同时加入0.2%左右的稀土,效果也很好。
在Mn13中加入0.7—0.8%Mo、0.3—0.4%VEY 0.2—0.4%Ti,600 保温6小时再加热至1000 固容处理后,4M3电铲铲齿的寿命提高70—170%。
国内在高锰钢中加入约0.05%的N和1.5%左右的Cr。
由表1可以看出,加入氮铬的高锰钢综合性能较好。
装机对比试验结果表明,Mn13NCr
高锰钢而磨性比标准型高锰钢提高35%。
日本在高锰钢中加入1.0—3.5%的Cu、<0.6%的Mo和0.01—0.03%的B,改善加工硬化性能,又配合加入V、Nb、W、N等元素,耐磨性比Mn13提高50%,用于破碎机和大型球磨机衬板等耐磨件。
我国稀土资源丰富,用稀土对高锰钢进行变质处理,可细化晶粒,改善碳化物和非金属夹杂的形态分布,有利于提高韧性和抗热裂倾向。
在Mn13中加入0.1—0.3%的稀土硅铁,作破碎机锤头比Mn13寿命提高16.1%,用作铲齿提高1.6—16%,用作腭式破碎机齿板提高20—30%,而且韧性好,抗冲击,不掉牙,不断裂磨损均匀,用作球磨机衬板寿命可提高25%。
2、改变锰碳比降低高锰钢奥氏体的稳定性,提高耐磨性。
(1) 低碳高锰钢。
C,0.3—0.9%,Mn 11—14%,适当加入Ni Mo 等以保证机械性能。
由于碳低锰高,铸态下无碳化物,铸态冲击值也较高,可以生产形状复杂的铸件,同时这种钢的耐热性能也较好,适合于有一定温度的场合。
(2) 高碳中锰钢。
C1.2%左右,Mn含量6—7%,并含有0.5—1.0%的Mo,由于Mn低,奥低体稳定性较低,较低应力下也能加工硬化。
但高碳中锰钢的韧性比Mn13下降较多,其韧性和耐磨性见表2。
注:销盘磨损试验机、磨料150目红榴石。
高碳中锰钢用于球磨机衬板,寿命提高18—20%。
用于风扇磨打击板寿命比Mn13提高30%以上。
这种锰钢,可用于矿山和采矿部门的各种破碎机锤头,破碎机辊子,磨球、档板、主衬板,建筑部门各种形式的装料器和挖泥船斗齿、钻头、凿子及推土机刮板等。
(3) 中碳(0.6—0.9%)中锰介稳奥氏体锰钢。
加入适量的Cr、Mo、V、Ti、稀土等,经固溶和时效后,由于Mn含量较低,奥氏休珠稳定性较差,在较低的冲击力应力下也能加工硬化,又由于碳含量也较低,碳化物析出倾向较高碳中锰钢小,因此韧性也较好,可以用在非强烈冲击载荷的场合,得到的耐磨性。
(4) 超高锰钢。
将Mn13中的碳和锰都适当提高,即将碳提高至1.5%左右,锰提高到18%左右,发现其加工硬化能力优于高锰钢。
将1.53%C;0.55%Si;18.2%Mn;2.65%Cr;0.22%Ti;
0.35%Re;<=0.06P;<0.05%S的超高锰钢制作风扇磨冲击板,寿命比Mn13提高近一倍。
试验证明,碳的提高有利于提高钢的耐磨性;锰量提高则有昨于提高冲击韧性。
如果碳含量保持在1.0—1.2%,在Mn提高到18%左右,则可提高和减少碳化物的析出倾向,可用来制作超大截面的耐磨件,如大锤头等,使用效果也相当好。
另外,超高锰钢还可以在低温下使用,对我国北方冬季比较严寒的特点具有很大的意义。
最近,国外有一专利,发明了一种含Mn25%的超高锰钢,其性能为:。
该专利认为这种钢的加工硬化速度快,在4个国家25个单位运行表明,寿命增加30%左右。
这将是超高锰钢的另一发展方向。
3、高锰钢生产工艺的改进
(1) 悬浮浇注对耐磨性的提高有利。
悬浮浇注对耐磨性的提高有利。
悬浮浇注是将合金粉(如WC、VC粉等)在钢水浇注时带入型腔,以期达到激冷、增核与致密的作用,从而提高铸件的耐磨性。
(2) 吹氩处理。
能减少钢中氢、氧和夹杂物,使钢水温度均匀且改善了钢液的流动性,从而可降低浇注温度来细化一次晶粒,提高机械性能,最终提高了耐磨性。
另外,如考虑经济效益,也可以吹氮处理,效果也很好。
(3) 表面强化技术。
也就是用机械方法使高锰钢产生预硬化,以达到提高耐磨性的目的。
用得比较多的是爆炸硬化。