⑴高錳鋼的化學成分 碳、高錳鋼中的碳主要有兩個作用,一是有利于形成單項澳氏體組織,二是固液融化。隨著含炭量的增加,高錳鋼的強度、硬度增加,而塑性與沖擊韌度降低,碳的質(zhì)量分數(shù)每增加0.1%,常溫下沖擊韌度ak值降低40J/cm2左右。
含炭量高時,鑄造流動性較好,但熱處理要求更高,須提高水韌處理的溫度或延長保溫時間,以充分溶解碳化物,均勻的固溶碳元素。
⑵錳。錳是穩(wěn)定澳氏體的主要元素。W(Mn)≦14%時,隨著含錳量的增加,高錳鋼的強度、塑性及沖擊韌度均提高。但錳不利于加工硬化,錳含量對高錳鋼力學性能的影響。Mn/C(質(zhì)量比)在10左右時,高錳鋼可得到較好的強韌性配合;Mn/C(質(zhì)量比)<10時,有利于提綱錳鋼的耐磨性。
⑶磷 磷在高錳鋼中是有害元素。磷在奧氏體中的溶解度低,易形成脆性的磷共晶,大幅度降低鋼錳鋼的力學性能。奧氏體錳鋼中,增加磷含量,將增大鋼的冷熱烈傾向,鑄件廢品率大幅度提高。
生產(chǎn)實踐表明,礦上碎石機械中的高錳鋼耐磨件適宜的磷和碳含量之間有以下經(jīng)驗公式,即磷高時須取較低的碳量,以防逐漸開裂。
W(C)%=1.25-2.5W(P)%
降低高錳鋼的磷含量,通常是從原材料入手,在冶煉過程中選用低磷錳鐵及含量低的廢鋼。
⑷硅 。高錳鋼中硅的主要作用是脫氧,其含量W(Si)<1%時對力學性能無明顯影響。
⑸鉻 。加鉻高錳鋼中鉻的常用質(zhì)量分數(shù)為1.5%-2.5%。與普通高錳更相比,加鉻高錳鋼的屈服強度及初始硬度較高,但塑性、沖擊韌度均勻降低。在強沖擊的磨料磨損工況,加鉻高錳鋼的加工硬化性能較好,耐磨性也有一定的提高。
⑹鉬 。高錳鋼中鉬的質(zhì)量分數(shù)通常少于2%。鉬能提高高錳鋼的屈服強度沖擊韌度不降低,甚至有所提高。鉬推遲或抑制碳化物的析出,對厚大高錳鋼件的鑄造、焊接、切割及高溫使用(>275℃) 過程中的開裂傾向.鉬提高了高錳鋼的加工硬化性能和磨損性能.
⑺鎳 .涅固溶在高錳的奧氏體中,明顯增加其穩(wěn)定性.鎳能在300-500℃之間抑制碳化物的析出,從而使高錳鋼對焊接、切割及使用溫度的開裂敏感性減小。鎳對高錳鋼的屈服強度影響很小,但抗拉強度下降。鎳不影響鋼的加工硬化性能和耐磨性。高錳鋼主要化學成分:
W(C)=1.1%-1.21%,W(Mn)=14.5%-15.5%,W(Si)=0.4%-0.85%
⑻釩 。高錳鋼中加入釩時,釩的質(zhì)量分數(shù)一般在0.5%以下。釩細化晶粒,特別是釩、鈦聯(lián)合使用時細化晶粒的效果更明顯,釩能顯著提高高高錳鋼的屈服強度和初始硬度,但塑性下降。釩提高高錳鋼的加工硬化性能和耐磨性能。尤其是釩鈦聯(lián)合使用時作用更為明顯。
⑼鈦 。高錳鋼中加入鈦時,鈦的質(zhì)量分數(shù)一般為0.05%-0.15%,最大量W(Ti)=0.4%,鈦細化晶粒,消除柱狀晶,提高高錳鋼的力學性能和耐磨性能。
⑽鈮 。高錳鋼中加入鈮時,鈮的質(zhì)量分數(shù)一般為:0.2%以下。鈮細化晶粒。鈮使高錳鋼強度明顯增加,屈服強度提高近1倍。鈮能提高耐磨性