高錳鋼的性能特點及強化原理

1、《材料冶金學》專題之一高錳鋼的性能特點及強化原理1概述自Hadfield1882年發(fā)明高錳鋼以來，至今已有100多年的歷史。高錳鋼一般是指含碳量為09%～13%含錳量為110%～140%的鑄鋼即ＺＧＭｎ13。此材料在1000～1100℃之間為單一奧氏體組織為保持此組織需高溫淬火即在1100～1050℃間的溫度內(nèi)立即水淬至常溫。經(jīng)過處理后的材料具備很好的韌性受沖擊載荷時發(fā)生表面硬化其具有很高的耐磨性故稱之為耐磨鋼。因此高錳鋼被廣泛應用于機

2、械制造、冶金、礦山、建材、電力和鐵路等部門所使用的金屬耐磨體，如挖掘機斗齒、球磨機襯板、破碎壁、軋臼壁、拖拉機履帶板、風扇磨沖擊板、破碎機顎板、鐵道路岔等。但由于此材料加工硬化快不易切削加工一般只限于鑄造。2高錳鋼的性能特點2.1高錳鋼的機械性能高錳鋼的鑄態(tài)組織是由奧氏體、碳化物、珠光體和通常存在的少量磷共晶等所組成。碳化物數(shù)量多時會在晶界上以網(wǎng)狀出現(xiàn)，鋼的性能很脆。這種低塑性、低韌性的鋼在鑄態(tài)下是無法使用的。但通過固溶處理（即水韌處理

3、）后，在強沖擊工況下它變成一種高強度、高塑性、韌性好、特別耐磨的材料。其性能對比如表1：圖2加熱溫度與沖擊韌性的關(guān)系從圖中可以看出，再250－300℃時沖擊韌性即下降，450－850℃時沖擊韌性最低可降到19.61－29.42Jcm2。對比圖1和圖2可以看出，沖擊韌性和塑性隨溫度什高變化的規(guī)律是完全吻合的。由于加熱保溫時碳化物的析出量隨溫度的升高和時間的延長而增加，鋼的硬度也必然提高。圖3是加熱溫度、保溫時間和硬度三者之間的關(guān)系；表二是