耐磨高锰钢基本信息

作　者：张增志编著

出 版 社：冶金工业出版社

出版时间：2002-12-1

版　次：1页　数：532字　数：455000 印刷时间：2002-12-1开　本：纸　张：胶版纸 印　次：I S B N：9787502431648包　装：平装

本书可供从事冶金、矿山、电力、建材、铁路、煤矿、军工等领域与高锰钢相关的科研和工程技术人员参考。

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

高锰钢高锰钢的来源

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：

高锰钢耐磨钢

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(%)：

C0．90～1．50

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。

高锰钢无磁钢

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)。

分类

CMC-FC815

特性与用途：新型金属粉末包药焊新型金属粉末包药焊线，适合于各种热锤锻模、陶瓷模具之耐热、耐磨部位制作与焊补。亦可用于中碳钢与低合金钢之表面硬度加强。焊后熔金不须硬化热处理可直接使用，可机加工。线，适合于各种热锤锻模、陶瓷模具之耐热、耐磨部位制作与焊补。亦可用于中碳钢与低合金钢之表面硬度加强。焊后熔金不须硬化热处理可直接使用，可机加工。

注意事项：

（1） 须将热磨损与裂痕部位全部刨除，拐角部位避免直角与锐角。

（2） 预热温度200-400℃，焊后消除应力回火一次，炉内徐冷。

（3） 裂痕严重部位，视情形可以CMC-60N打底，可防止再次开裂。

（4） 焊补接点需尽量避免于应力发生处。

技术参数：

硬度 HRC 52-57

主要成份 Cr Mo Mn Si C Ti

焊接参数：

CMC-FC864Mo

特性与用途：

新型金属粉末包药焊线，适合于各种热作模具钢之重建堆焊与修护焊接，特别适用于热间锻造的初锻模、中锻模重要区块的加强式局部装甲焊接。对于热切模的生产，同样可以通过堆焊制作刀口。由于Cr、Mo含量高，有很优良地高温硬度与热传导率。

注意事项：

（1） 须将热磨损与裂痕部位全部刨除，拐角部位避免直角与锐角。

（2） 预热温度200-400℃，焊后消除应力回火一次，炉内徐冷。

（3） 裂痕严重部位，视情形可以CMC-60N打底，可防止再次开裂。

（4） 焊补接点需尽量避免于应力发生处。

（5） 焊渣薄膜可以钢刷清除。

技术参数：

硬度 HRC 52-57

主要成份 Cr Mo Mn Si C

焊接参数：

CMC-FC867

特性与用途：

基础型粉末包药焊线，适合于各种热作模具钢之填充堆焊与重建修护焊接，特别适用于热间锻造的初锻模、中锻模重要区块的加强式局部装甲焊接。焊后熔金不须硬化热处理可直接使用，无须软化退火可直接上中心加工机加工。由于Mo含量高，有很优良地热传导率与抗热磨损能力。

注意事项：

（1） 须将热磨损与裂痕部位全部刨除，拐角部位避免直角与锐角。

（2） 预热温度200-400℃，焊后消除应力回火一次，炉内徐冷。

（3） 裂痕严重部位，视情形可以CMC-60N打底，可防止再次开裂。

（4） 焊补接点需尽量避免于应力发生处。

技术参数：

硬度 HRC 47-52

主要成份 Cr Mo Mn Si C Ti

焊接参数：