淺論高錳鋼現(xiàn)狀及今后發(fā)展的論文

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1、淺論高錳鋼現(xiàn)狀及今后發(fā)展的論文[論文關(guān)鍵詞]加工硬化機(jī)理常見問題現(xiàn)狀發(fā)展應(yīng)用　　[論文摘要]本文通過分析加工硬化機(jī)理、高錳鋼生產(chǎn)中的常見問題等方面系統(tǒng)論述了高錳鋼的現(xiàn)狀，從生產(chǎn)工藝方面論述了高錳鋼今后發(fā)展的情況，并進(jìn)一步對(duì)高錳鋼的應(yīng)用進(jìn)行了闡述?！　　　「咤i鋼俗稱“耐磨鋼”，被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)的許多耐磨件上。隨著對(duì)磨損機(jī)理研究的深入發(fā)展，人們對(duì)高錳鋼的特性也了解的更透徹?！　∫弧⒏咤i鋼加工硬化機(jī)理　　高錳鋼原始硬度很低，而加工硬化能力很強(qiáng)，在使用中硬度提高，形變速度越快，硬化效果顯著，硬度也越高，目前強(qiáng)化機(jī)理有以下幾種：　　1.位錯(cuò)

2、強(qiáng)化機(jī)制：高錳鋼是大量mn原子置換鐵原子，顯著降低層錯(cuò)能，因而易于形變，使位錯(cuò)密度增高，形成堆垛層錯(cuò)和形變亞結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)加工硬化現(xiàn)象。　　2.形變孿晶機(jī)制：高錳鋼拉伸后，硬化區(qū)出現(xiàn)層狀孿晶，硬度達(dá)hv460。經(jīng)重錘錘擊后出現(xiàn)層狀孿晶及位錯(cuò)纏結(jié)達(dá)hv500。爆炸硬化時(shí)出現(xiàn)復(fù)合孿晶，硬度提高，硬化層加厚。　　3.形變馬氏體機(jī)制：從熱力學(xué)角度講，合金快速冷至ms點(diǎn)以下可獲得馬氏體，而在ms點(diǎn)以下存在md點(diǎn)，在ms——md之間因應(yīng)力作用可產(chǎn)生形變馬氏體。一般ms點(diǎn)低于200℃。mn量為12％時(shí)，ms點(diǎn)為-230℃以下，因此室溫下一般變形的高錳鋼不

3、會(huì)產(chǎn)生形變誘發(fā)馬氏體。如果鋼中碳量降至0.8%時(shí)，在室溫下也沒能發(fā)現(xiàn)形變馬氏體，而在-196℃低溫下可出現(xiàn)δ.θ馬氏體，改變高錳鋼中的含錳量，將錳量降至4％，室溫形變后有ε.δ馬氏體產(chǎn)生，常規(guī)成分高錳鋼固溶后經(jīng)50％的變形量形變，硬度已達(dá)到較高數(shù)值，變值量增至35％時(shí)，發(fā)現(xiàn)有少量(約1.4％)δ馬氏體，其間硬度變化與δ馬氏體量的增加速度不一致，這樣較大變形量的試驗(yàn)，也間接證明硬化主要原因不是由于產(chǎn)生了δ馬氏體。.以前關(guān)于發(fā)現(xiàn)馬氏體的報(bào)導(dǎo)，可能是高錳鋼在空氣爐中高溫加熱，造成表面碳、錳降低，或是加熱不足，局部貧碳，促使形變馬氏體出現(xiàn)。根據(jù)

4、這個(gè)機(jī)理，現(xiàn)在已有將高錳鋼進(jìn)行表面控制脫碳，使得在水韌處理后產(chǎn)生馬氏體，用以強(qiáng)化高錳鋼，提高耐磨性的報(bào)導(dǎo)。　　4.析出相強(qiáng)化機(jī)制：在形變過程中，高錳鋼隨變形量增加，奧氏體中缺陷增加，過飽和的碳在位錯(cuò)、空位、層錯(cuò)、孿晶等處聚集形成柯氏氣團(tuán)，阻礙滑移，形變熱量繼續(xù)積累，使偏聚的碳、錳原子重新分布，在缺陷處擇優(yōu)形核、長大，形成彌散分布在基體內(nèi)及晶界上的ε碳化物。根據(jù)奧羅萬機(jī)制，滑動(dòng)位錯(cuò)與彌散碳化物顆粒間作用，使強(qiáng)迫位錯(cuò)通過顆粒所需的臨界分切應(yīng)力增大，強(qiáng)化了奧氏體?！　∪藗?cè)谔己扛叩母咤i鋼中(碳為1.49％)，經(jīng)過50％的壓縮變形發(fā)現(xiàn)有碳化物

5、析出。對(duì)常規(guī)成份高錳鋼雖未發(fā)現(xiàn)碳化物析出，卻也發(fā)現(xiàn)了晶格常數(shù)的減小，相當(dāng)于奧氏體中碳量降低0.1％。在全國齒板評(píng)比對(duì)性能較好的高錳鋼齒板分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)奧氏體中出現(xiàn)了原始組織中未有的新相，可能就是形變誘發(fā)的ε碳化物?！　《?、高錳鋼生產(chǎn)中的一些問題　　根據(jù)各地廠家的生產(chǎn)情況，把易忽略的問題扼要介紹一下:　　1.冶煉：首先爐料要精選烘干，尤其對(duì)感應(yīng)電爐更加重要，錳鐵中磷較高，在選購錳鐵時(shí)，要選擇含磷低的錳鐵合金。冶煉時(shí)，錳鐵宜后加入爐內(nèi)，以減少燒損量，后加入的鐵合金要預(yù)先經(jīng)過烘烤，出鋼前還可用12×20×300mm澆注后直接水韌處理的試棒，視其

6、冷彎的角度來檢驗(yàn)鋼水質(zhì)量。　　高錳鋼由于碳量高，導(dǎo)熱性低及結(jié)晶速度較快，容易產(chǎn)生粗大的結(jié)晶組織，當(dāng)傳熱有方向性時(shí)，往往形成柱狀晶，在枝晶之間存在顯微疏松和夾雜物，影響鋼的性能，尤其是標(biāo)準(zhǔn)高錳鋼鑄態(tài)晶粒的大小通過熱處理是很難改變的。根據(jù)建材部標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定高錳鋼鑄件晶粒度不粗于2級(jí)，有的工藝文件還規(guī)定壁厚不大于20mm的鑄件不允許有柱狀晶，大于20mm的鑄件，斷面兩邊柱狀晶厚度之和不超過該斷面厚度五分之二者為合格，否則為不合格。因此在生產(chǎn)中要求高溫冶煉，低溫澆注，主要嚴(yán)格控制出鋼溫度。另外，澆注溫度低還可以減少熱裂缺陷、縮孔、粘砂、含氣量和節(jié)約

7、能源，是影響鑄件質(zhì)量的重要因素?！　?.鑄造:為了獲得細(xì)鑄態(tài)晶粒，減少碳化物析出量，除了控制澆注溫度，對(duì)厚大件要放置外冷件（內(nèi)冷鐵一般不宜放），這樣同時(shí)也提高了高錳鋼鑄件的致密度，減少縮孔、疏松。高錳鋼體收縮大，但只要工藝控制得當(dāng)，可以不出現(xiàn)縮孔，而以軸線疏松形式存在，由于它韌性好，基本不影響使用，這也是高硬度耐磨材料無法與之相比的。因此高錳鋼鑄件厚度小于25mm時(shí)，一般不用冒口，在大于50mm時(shí)，必須設(shè)置冒口。高錳鋼難切割，澆注系統(tǒng)往往分散引入，冒口采用保溫、細(xì)頸、易割三種冒口。在工藝上采用補(bǔ)澆，放發(fā)熱劑的辦法增強(qiáng)補(bǔ)縮效果。高錳鋼鋼水

8、中的mno呈堿性，和型砂中的的二氧化硅易產(chǎn)生化學(xué)粘砂，因此最好用鎂砂高鋁粉和鉻鐵礦粉做涂料，提高鑄件表面質(zhì)量?！　?.熱處理：加熱溫度在保證碳化物充分溶解的情況下，盡量選低些。入水溫度不得低于950℃。零件