高錳鋼的物理性能

高錳鋼的物理性能

    a．密度。在15℃時的密度為7．870～7．9805

9／m3，液態(tài)時密度為7．05009／m3。

    b．熱導率、線膨脹系數及比熱容。高錳鋼的熱

導率低，而線膨脹系數大，見表3．96，這是高錳鋼

的一大特點。在鑄件設計和制造工藝上應加以考

慮，否則在鑄造和焊接過程中容易出現裂紋。

    C．磁導率。水韌處理后的高錳鋼的組織是單相

奧氏體，無磁性，磁導率為l．003～1．03H／m；高

錳鋼熱處理中表層脫碳，磁導率為1．3H／m。

    ⑥鑄造性能高錳鋼的流動性較好；凝固收縮

較大，易形成縮孔；高錳鋼因含碳量高、導熱性較

低以及結晶生長速度較快，易產生粗大的柱狀晶組

織。錳鋼因線膨脹系數大、導熱性較低、熱應力和

收縮應力較大，加之鑄態(tài)強度和塑性較低，其熱裂、冷裂及變形傾向較碳鋼大。

    由于高錳鋼液易生成Mn0，從而易于和型砂中的siOz發(fā)生化學反應而導致鑄件表

面粘砂，為此應在鑄型和型芯上采用堿性或中性涂料，目前多采用以鎂砂粉為骨料的

涂料。

  ⑦高錳鋼的機加工性能

  高錳鋼有強烈的加工硬化能力，給切削加工帶來很大的困難，應盡量鑄造成形，避免加

工。必須機加工的錳鋼件，常采用以下措施：

  a．用陶瓷刀具切削加工；

  b．用磨削加工；

  C．在鑄件需加工部位(如銷孑L、加工螺紋)預埋不易淬硬的軟鋼。

  (2)耐磨中錳鋼

  叫M。一5％～9％、叫c一1．05％～l．40％的耐磨中錳鋼經水韌處理后的組織為奧氏體基

體，但有較多的碳化物。加入鉬可抑制鑄態(tài)組織中碳化物的析出。與Mnl3鋼相比，中錳鋼

的含錳量降低、奧氏體穩(wěn)定性下降，使這類鋼在非強烈沖擊工況下的耐磨性高于標準型

Mnl3高錳鋼。

    常見的含鉬中錳鋼的化學成分見表3．78、表3．81、表3．97。表3．97中各種錳鋼的力學

性能分別見圖3．¨8～圖3．121。從圖可見，在較厚斷面的試驗條件下，含鉬中錳鋼的抗

拉強度、屈服強度與標準Mnl3鋼相當甚至略好，但伸長率和沖擊韌度較低。因此從斷裂

方面考慮，中錳鋼適用于沖擊不太大的磨損工況。耐磨中錳鋼與Mnl3鋼的耐磨性對比見

100

    含鉬中錳鋼(訓c一1．2％～l．3％、WM。一0．6％～0．9％、Mn／C質量比為4～5)顎板，

經常規(guī)水淬后，在破碎硅石條件下，與其他錳鋼顎板的對比試驗見表3．99，可見，含鉬中

錳鋼與高碳高錳鋼的耐磨性相當。

    (3)Mnl7耐磨高錳鋼

    對于厚大斷面的Mnl 3系列耐磨鋼鑄件，水韌處理后內部常常出現碳化物而使韌度

下降；低溫條件下使用的Mnl 3系列耐磨鋼鑄件也常出現脆斷現象；Mnl 3系列耐磨鑄

鋼尚有耐磨性不足、屈服強度低的問題。Mnl 7耐磨高錳鋼一定程度地解決了上述

問題。

    典型的Mnl7耐磨高錳鋼在Mnl3鋼的基礎上增加錳量，提高了奧氏體的穩(wěn)定性，阻止

碳化物的析出，進而可提高鋼的強度和塑性。增加錳量，進一步擴大了7區(qū)，增大了奧氏體

固溶碳、鉻等元素的能力，進而可提高鋼的加工硬化能力和耐磨性。資料表明，用于北方的

ZGMnl8鐵道轍叉壽命較ZGMl3提高20％～25 0A，ZGMnl8Cr2風扇磨(S36．50型)沖擊

板的使用壽命高于ZGMnl3。

3．6．2耐磨中鉻鋼

    耐磨中鉻鋼是中碳馬氏體(或含有一定量的貝氏體)鑄鋼。鉻元素對中碳鋼奧氏體轉變

曲線的影響見圖3．126，表明有較大的影響，增加鉻不僅大幅度提高了中碳鋼的淬透性，適

合于空淬；而且珠光體區(qū)和奧氏體區(qū)分離，淬火中得到馬氏體基體的同時也可能得到一定量的貝氏體基體，提高了鋼的強韌性。加入少量的鉬元素可進一步提高鋼的淬透性。這些也就

是耐磨中鉻鋼得以開發(fā)和廣泛應用的主要原因。常用的中鉻耐磨鑄鋼件的牌號和化學成分見

表3．100，金相組織和力學性能見表3．101。

  幾種中鉻合金耐磨鑄鋼件的共同特點是，采用高溫空淬+低溫回火的熱處理工藝。鑄鋼

件空淬熱處理的應力較小，不易淬裂；使用中安全性較高，不易破裂。幾種中鉻鑄鋼件隨著

含碳量的提高，硬度提高，韌度降低，其含碳量取決于不同的使用工況。

  耐磨中鉻鋼主要應用于球磨機襯板、錘破機中小型錘頭和耐磨管道等非大沖擊磨損工況

的耐磨件。用于中小型水泥球磨機和火電廠磨煤機的中鉻鑄鋼襯板的使用壽命可達到普通高

錳鋼襯板的2倍左右。