高锰钢辙叉产品

我公司生产宽直耳板型高锰钢辙叉,在热处理过程中,咽喉部位出现规律性的横向断裂现象。据统计2010年11月～2011年12月期间,因此缺陷致废产品达40余组。缺陷如图1。本文探究断裂产生的原因及解决措施。

高锰钢分为两大类，一类是耐磨钢，一类是无磁钢。这里主要涉及耐磨钢。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(％)：c0．90～1．50mn10.0～15．0si0．30～1.0s≤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

本文介绍了锻造对高锰钢性能和组织的影响,以及锻造高锰钢心轨辙叉的现状和展望。

高锰钢铸造工艺 1高锰钢的化学成分设计： 1.1碳： 在常温强烈冲击载荷下的服役工件，碳含量控制在1.02以下， 甚至1.0以下。在低温下服役工件，要控制碳含量1.0以下，固溶处 理后，原始硬度为hb170-210，使用后硬度高达450-480，硬化层深 度达18mm，含碳量高的硬度只达hb350-400，硬化深度只有7-8mm。 强冲击（或挤压），选碳含量较低；低应力，软物料磨损情况，选含 碳量偏高。 薄件冷速快，碳化物不易析出，碳含量可选择高一些；结构复杂， 铸造容易产生裂纹，也易碳含量偏低。 1.2锰： 一般锰含量大于12%，铸件结构复杂，高应力下服役，壁厚大， 为获得高韧性，锰含量高一些。 当高锰钢中锰与碳的含量比小于8时，经常规热处理，在晶界上 易出现状碳化物和过量残余碳化物，铸件的强度、韧性和塑性降低， 钢质变脆。 1.3硅： 硅应控制在0.5%左

锰 锰最重要的用途就是制造合金----锰钢 锰钢的脾气十分古怪而有趣：如果在钢中加入2.5—3.5％的锰，那么所制得的低 锰钢简直脆得象玻璃一样，一敲就碎。然而，如果加入13％以上的锰，制成高锰钢， 那么就变得既坚硬又富有韧性。高锰钢加热到淡橙色时，变得十分柔软，很易进行各 种加工。另外，它没有磁性，不会被磁铁所吸引。现在，人们大量用锰钢制造钢磨、 滚珠轴承、推土机与掘土机的铲斗等经常受磨的构件，以及铁锰锰轨、桥梁等。 高锰钢 高锰钢(highmanganesesteel)是指含锰量在10％以上的合金钢。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。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

高锰钢分类及简介

高锰钢的物理性能 高锰钢的物理性能 a．密度。在15℃时的密度为7．870～7．9805 9／m3，液态时密度为7．05009／m3。 b．热导率、线膨胀系数及比热容。高锰钢的热 导率低，而线膨胀系数大，见表3．96，这是高锰钢 的一大特点。在铸件设计和制造工艺上应加以考 虑，否则在铸造和焊接过程中容易出现裂纹。 c．磁导率。水韧处理后的高锰钢的组织是单相 奥氏体，无磁性，磁导率为l．003～1．03h／m；高 锰钢热处理中表层脱碳，磁导率为1．3h／m。 ⑥铸造性能高锰钢的流动性较好；凝固收缩 较大，易形成缩孔；高锰钢因含碳量高、导热性较 低以及结晶生长速度较快，易产生粗大的柱状晶组 织。锰钢因线膨胀系数大、导热性较低、热应力和 收缩应力较大，加之铸态强度和塑性较低，其热裂、冷裂及变形倾向较碳钢大。 由于高锰钢液易生成mn0，从而易于和型

高锰钢的耐磨性 耐磨材料概述 用于制造耐磨零件的金属耐磨材料包括钢、复合钢材和铸铁等。高锰钢是历史悠久的耐磨材料，在恶劣工况条 件下，不容易产生塑性失稳，而具有相当好的耐磨性；但它只有在冲击载荷及单位压力较大的磨料磨损条件下，产 生加工硬化效应，才显示出较其他材料具有更优良的耐磨性。对于冲击载荷不太大的易磨损零部件，目前较广泛选 用成本较低的非合金钢（碳素钢）或中高碳合金钢，并采取一定的工艺措施以提高其耐磨性。选用表面硬化钢或复 合钢材制作的零部件，在耐磨、耐冲击等性能方面都具有明显的优点，可提高使用寿命，但成本较高。耐磨铸铁的 耐磨性好，成本低，包括冷硬铸铁、白口铸铁和中锰球墨铸铁，一般适用于不同工况条件下使用的耐磨零件。 耐磨钢目前尚没有系统的技术标准，但制造耐磨零件所选用的钢类及钢种较广，一部分结构钢、工具钢及合金 铸铁均常用于制造各种耐磨零件。近年来还发展了一些耐磨专用钢。一般是根

高锰钢的发展与应用

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

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.1typicalcompositionofhighmanganesesteel% 高锰钢cmncrmo其它 标准级 1.00～ 1.40 12.00 ～14.00 含铬的 1.00～ 1.40 12.00～ 14.00 1.50～ 2.50 1%mo的 0.

高锰钢的特点及其焊接性

采用金相显微镜、扫描电镜、电子探针、力学性能检测等手段,研究合金元素w(0~1.460%)对高锰钢显微组织和冲击韧性的影响。试验结果表明:随着合金元素w的增加,高锰钢的晶粒减小;高锰钢的基体硬度提高;高锰钢中析出少量以w为主要合金元素的碳化物;高锰钢冲击韧性先增后降,当含w量为0.912%时高锰钢的冲击韧性最高,达到329.9j/cm2,比不含w的高锰钢约提高了49%。这是w元素的细晶作用、固溶强化和碳化物析出综合作用的结果。

用mn13钢制造的民品履带板,在使用不到一个月时断裂。用金相显微镜和扫描电镜等手段对断裂原因进行分析,结果表明:履带板早期失效的主要原因是因浇注温度高、结晶凝固速度慢,导致在晶界析出大量碳化物,而使钢脆性增大。

板状件具有壁厚较小且均匀的特点，采用湿型铸造工艺配以低温快速浇注，可以成功地生产高锰钢板状件。由于有效地抑制了微观组织的柱状晶生成，提高了铸件强度和抗冲击性能。

大同机车厂生产的ss_7型电力机车,其磨耗板材料选用的是高锰钢zgmn13。由于磨耗板装在车体下面,与转向架上的滚子装置相接触,磨耗板既承受1/3车体垂向载荷的压应力,又承受机车通过曲线时的横向力,因此,要求在采用高锰钢材料制造磨耗板时不能有缺陷存在。该厂磨

一、什么是高锰钢？我国与美、日、俄等国的典型高锰钢技术标准比照如何， 用吸铁石能鉴别高锰钢吗？ 标准的高锰钢（mn13）又叫哈德菲尔德钢，是英国人hadfield于1882年发 明的。我国关于高锰钢的标准可查国家标准（gb/t5080-1998），与国外主要发 达国家的比照如下： 用吸铁石鉴别高锰钢是利用高锰钢无磁性的特点，但现实中有很多材料如部 分不锈钢、耐热钢也无磁性，中锰钢、超高锰钢均无磁性，所以用此法鉴别是不 可靠的。比较简单的鉴别方法是技术人员或现场经验丰富的老师傅用火化兼备 法，当然最根本的办法还是请专业部门化验分析，以免错判。 注：各国高锰钢都不是一个牌号，而是一个系列的统称。 二、高锰钢具有什么样的特性？它的抗磨机理是什么？为何至今仍有巨大 的生命力？ 高锰钢在抵抗磨损的同时，由于其极强的韧性，因而抵抗剧烈冲击负荷，其 安全性、可靠性是其他材料无法相比的。

本文建立由铁路辙叉和列车车轮组成的三维弹-塑性有限元模型,研究高锰钢辙叉心轨的应力/应变场。文中考虑辙叉心轨在顶宽50mm处的两种服役状态——服役前期未发生加工硬化和服役后期发生加工硬化,分析加工硬化对心轨应力/应变大小和分布的影响。对服役加工硬化的情况,考虑到距离工作表面不同深度处辙叉材料性能的不同,将心轨局部模型分层,并设置各层的材料性能;对未发生加工硬化的情况,为模型设置均匀的材料性能。结果表明,两种服役状态下辙叉心轨的vonmises应力和等效塑性应变均随深度的增加先快速增大,然后逐渐减小;与服役初期相比,服役后期心轨的最大等效应力增大约23%,最大等效塑性应变则降低约40%;塑性变形区域也明显减小,这是由于心轨在服役加工硬化后屈服强度已大幅提高。因此,在很大程度上,服役后期的加工硬化起着抑制心轨顶面塌陷和飞边形成的作用。此外,与未加工硬化心轨相比,加工硬化后心轨的最大等效应变与工作表面的距离由0.8mm增大到了1.5mm,这表明易产生裂纹的位置有远离心轨表面的趋势。

叙述了天铁集团运输部应用kd-286焊条进行焊修高锰钢辙叉的工艺过程。针对该技术应用中出现的夹碳、裂纹、未融合及未焊透等问题,从焊接工艺方面进行了分析探讨。通过待焊补辙叉的焊修表面处理、调控刨削速度,改进堆焊顺序、控制冷却速度、调整引弧方位等措施消除了该问题,提高了辙叉使用寿命,创造了经济效益。

出口美国的高锰钢辙叉在重载、高速的条件下工作，内在质量要求高，不允许有缩孔缩松等铸造缺陷。对出口美国的115re自护高锰钢辙叉局部产生缩孔缺陷，从冒口设计、补缩距离及补缩通道等进行分析，针对缺陷产生的原因从几个方面采取了相应的改进措施，取得了良好效果，获得了满足技术要求的铸件。

结合工联岔系列高锰钢与钢轨闪光焊焊接实例,介绍了闪光焊接的焊接工艺和参数确定,分析了焊接接头产生的常见缺陷及防止措施,总结了闪光焊焊接技术和质量控制,以提高轨件闪光焊接接头合格率。

介绍高锰钢辙叉与普通钢轨连接采用胶接的方法，实现道岔无缝化。