高锰钢牌号淬火变形控制原理（高锰钢牌号）

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1、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。

2、其化学成分为(%)：C0．90～1．50Mn10.0～15．0Si0．30～1.0 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。

3、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。

4、碳化物数量多时，常在晶界上呈网状出现。

5、因此铸态组织的高锰钢很脆，无法使用，需要进行固溶处理。

6、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。

7、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。

8、热处理后力学性能为：σb615～1275MPa σs340～470MPa 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。

9、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。

10、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。

11、低冲击载荷时，可以达到HB300～400，高冲击载荷时，可以达到HB500～800。

12、随冲击载荷的不同，表面硬化层深度可达10～20mm。

13、高硬度的硬化层可以抵抗冲击磨料磨损。

14、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。

15、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。

16、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。

17、以上4种牌号钢的锰含量均为11.0%～14.0%。

18、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。

19、这是加工硬化的重要原因。

20、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。

21、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。

22、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。

23、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。

24、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。

25、高锰钢的铸造性能较好。

26、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。

27、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。

28、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。

29、介稳奥氏体锰钢的出现则可较局gao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。

30、 这里着重讲加料顺序，无论用中频炉，还是电弧炉熔炼，总是先熔炼碳素钢，而各类锰铁和其他贵重合金材料，要分多次，每次少量入炉，贵重元素在最后加入，以减少烧损。

31、料块应尽量小些，以50－80mm为宜。

32、熔清后，炉温达到1580－1600℃时，要脱氧、脱氢、脱氮，可用铝丝，也可用Si-Ca合金或SiC等材料。

33、将脱氧剂一定压到炉内深处。

34、金属液面此时用覆盖剂盖严，隔断外界空气。

35、还要镇静一段时间，使氧化物、夹杂物有充足时间上浮。

36、然而，不少企业，只将铝丝甚至铝屑，撒再金属液面上，又不加覆盖，岂不白白浪费！在此期间，及时用中碳锰铁来调整锰与碳的含量。

37、钢液出炉前，将浇包烘烤到400℃以上是十分必要的。

38、在出炉期间用V-Fe、Ti-Fe、稀土等多种微量元素做变质处理，是使一次结晶细化的必要手段，它对产品性能影响是至关重要的。

39、 要延长炉令，当分清钢种与炉衬的属性。

40、锰钢属碱性，炉衬当然选用镁质材料。

41、捣打炉衬要轮番周而复始换位操作。

42、添加炉衬材料不可过厚，每次80厘米左右为宜，捣毕要低温长时间烘烤。

43、如提高生产效率，笔者建议采用成型坩埚（沈阳力得厂和恒丰厂均又成品出售），从拆炉捣装成，不用1小时，即可投入生产，同时成型坩埚对防穿炉大裨益。

44、当然，炉令的长短与操作者大又关系。

45、不少操作者像掷铅球的运动员一样，把炉料从三四米之外投入炉内，既不安全又伤炉令，应将炉料置于炉口旁预热，然后用夹子慢慢地将炉料顺炉料置于炉口旁预热，然后用夹子慢慢地将炉料顺炉壁放入。

46、造型材料和涂料也应与金属液属性相一致，或者用中兴材料（如铬铁矿砂、棕刚玉等）。

47、若想获得一次结晶细化的集体，采用蓄热量大的铬铁矿砂是正确的，尤其是消失模生产厂，用它将克服散热慢的缺点。

48、 因为锰钢热传导性能差，所以在切割浇冒口时应十分注意。

49、最好将铸件置于水中，被切割部分露在水外，切割时留一定量的茬，热处理后磨掉。

50、不少厂，焊接和焊补成为必然。

51、选用奥氏体基的锰镍焊条（D256或D266型），规格细长，φ3.2mm×350mm，外层药皮为碱性。

52、操作时采用小电流，弱电弧，小焊道多焊层、始终保持低温度少热量的操作方法。

53、一边焊接一边击打，消除应力。

54、重要铸件必须探伤。

55、 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。

本文分享完毕，希望对大家有所帮助。

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