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1015．1．50Mn10.0～ 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 σ225～／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。

介稳奥氏体锰钢大幅度降低钢中碳、锰含量并使钢的形变强化速度提的出现则可较局gao 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。

3、无磁钢％以下，常在电机工业中％，碳含量一般均在1.0这类钢含锰大于17。

由于碳、锰含量均cm37.98g用于制作护环等。

这类钢的密度为7.87～／。

／3／(m?℃)，约为碳素钢的高，钢的导热能力差。

导热系数为12.979W1 03(H/m)。

～1．1由于钢是奥氏体组织，无磁性，其磁导率μ为．00编辑本二、高锰钢的铸造工艺在高能量冲击的工作条件下，高锰钢与超高锰钢铸件的应用范围是广阔的。

许多铸造厂，对生产此类钢种铸件缺乏必要的认识。

现对具体操作做简要的说明，供生产者参考。

、化学成分1个牌号，主要区别是碳的含量，其范围是高锰钢按照国家标准分为 5％之间，14.0％－1.45％。

受冲击大，碳含量低。

锰含量在11.0％－0.75％。

硅含量的18一般不应低于13％。

超高锰钢尚无国标，但锰含量应大于％为宜。

低磷低硫高低，对冲击韧度影响较大，故应取下限，以不大于0.5是最基本的要求，由于高的锰含量自然起到脱硫作用，故降磷是最要紧的，％左右。

0.07％。

铬是提高抗磨性的，一般在2.0设法使磷低于2、炉料入炉材料是由化学成分决定的。

主要炉料是优质碳素钢（或钢锭）、高碳锰铁、中碳锰铁、高碳铬铁及高锰钢回炉料。

这里特别提醒的是由人认为只要化学成分合适，就可以多用回炉料。

这个人士是有害的。

某些厂之所以产品质量不佳，皆出于此。

不仅高锰钢、超高锰钢，凡是金属铸件，％。

那么，回炉料过剩该25绝不可以过多的使用回炉料，回炉料不应超过如何？只要把废品降到最低，回炉料就不会过剩。

、熔炼3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，贵为宜。

熔80mm50－重元素在最后加入，以减少烧损。

料块应尽量小些，以－1600℃时，要脱氧、脱氢、脱氮，可用铝丝，也可1580清后，炉温达到等材料。

将脱氧剂一定压到炉内深处。

金属液面此时合金或SiC用Si-Ca盖严，隔断外界空气。

还要镇静一段时间，使氧化物、夹杂物有用覆盖剂充足时间上浮。

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。

400℃以上是十分必要的。

在出炉期间用钢液出炉前，将浇包烘烤到、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Ti-FeV-Fe、手段，它对产品性能影响是至关重要的。

炉料与造型材料4、要延长炉令，当分清钢种与炉衬的属性。

锰钢属碱性，炉衬当然选用镁质材料。

捣打炉衬要轮番周而复始换位操作。

添加炉衬材料不可过厚，厘米左右为宜，捣毕要低温长时间烘烤。

如提高生产效率，笔者建80每次议采用成型坩埚（沈阳力得厂和恒丰厂均又成品出售），从拆炉捣装成，小时，即可投入生产，同时成型坩埚对防穿炉大裨益。

当然，炉令不用1的长短与操作者大又关系。

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。

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）。

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。

铸造工艺设计5、锰钢的特点是凝固收缩大，散热性差，据此，在工艺设计中铸造收缩％，铸件越长大、越应取上限。

型砂与砂芯的退让性一定2.72.5率取％－要好。

浇注系统采取开放式。

多个分散的内浇道从铸件的薄壁处引入，且成扁而宽的喇叭状，靠近铸件处的截面积大于与横浇道相联的截面积，使金属液快速平稳地注入铸型，防止整个铸型内的温差过大。

冒口直径要大倍，必须采用热冒口甚至2.5－3.0于热节直径，紧靠热节，高度是直径的浇冒口合一，让充足的高温金属液来不足铸件在凝固收缩时之空位。

将直。

的斜度）也是正确的。

浇注时尽可能85－浇道、冒口位于高处（砂箱有低温快浇。

一旦凝固，要及时松砂箱。

聪明的设计师总是善于利用冷铁，包括内冷铁于外冷铁，它既细化一次结晶，消除缩孔、缩松，又提高工艺出品率，当然，适宜的用量和规格是应该考虑的。

内冷铁要干净、易熔，倍的函0.70.6－用量以少为宜。

外冷铁的三维尺寸与冷却物的三维尺寸为数关系。

过小不起作用，过大造成铸件开裂。

铸件在型内要长时间保温，直到低于200℃再开箱。

6 、热处理350℃以下，热处理开裂，是低温阶段升温过快所致。

故正确的操作是且有不同时期的保温。

至>750℃升温速度<80℃/h，750℃以下，<100℃/h，1050℃时根据铸件的厚度确时，铸件内呈塑性状态，可以快速升温了。

至给出炉降温留有余地然后尽快入水。

1100℃以上。

定保温时间，然后再升到高温时升温太慢，保温时间太短，出炉后到入水时间间隔过长（不），这一切都影响铸件质量。

入水温度应<30℃，淬火后，水温>0.5min应倍。

冷水从池下部进入，温水从池顶面8<50℃，水量应不小于铸件重量的流出。

铸件在水池中要三个方向不停地一动。

切割与焊接、7因为锰钢热传导性能差，所以在切割浇冒口时应十分注意。

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。

D266或选用奥氏体基的锰镍焊条（D256 不少厂，焊接和焊补成为必然。

型），规格细长，φ3.2mm×350mm，外层药皮为碱性。

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。

一边焊接一边击打，消除应力。

重要铸件必须探伤。

、生产的注意事项8生产者要考虑的，不仅仅是降低生产成本，但更重要的是不出废品，最大限度地出优质品，进而最到限度地扩大占领市场份额。

这看起来是慢而费，实际上是快而省，这个观念不仅认识到，更重要的是要做到。

化学成ZGMn1牌号对应产品名：高锰铸钢标准对照表：JIS G5131(1991) 日本KS D4104(1995)韩国1998 ASTM A128/A128M—美国标准内容：5.1.4 高锰铸钢[GB/T 标准高锰铸钢(1)中国GB1998]—5680 。

a.高锰铸钢的钢号与化学成分，见表5-27（质量分数高锰铸钢的钢号与化学成5-27 SPMoCr钢MnCSi≤≤14.01.0011.1.450.31.00.090 0.040ZGMn13-114.011.1.350.31.000.90.070 0.040ZGMn13-214.011.0.31.000.91.350.070 0.035ZGMn13-32.5014.01.511.0.91.300.31.000.070 0.040ZGMn13-414.00.91.201.0011.0.71.300.3ZGMn13-50.070 0.040高锰铸钢的力学性能与用途，见5-2b高锰铸钢的力学性能与用5-28力学性能（不小于硬度用途范围钢号ψδσσsb HBS(%) /MPa / Mpa (%)用于低冲击铸钢件—ZGMn13-1 —20 —635用于普通铸钢件300 147 25 685 ZGMn13-2 —用于复杂铸钢件300 30 735 ZGMn13-3 —147用于特殊耐磨铸钢件30020390ZGMn13-4735—用于特殊耐磨铸钢件——ZGMn13-5 ———1992] [YB/T 036.4—）中国YB标准高锰铸钢2（5-29。