高锰钢工艺(学术参考)
高锰钢工艺
1＜高猛钢有哪几种其性能如何猛含量约为11%〜18%的钢称高镒钢。
常用的铸造高镭钢ZMnl3的化学成分为：Mn含量11%〜14%, C含量％〜％，Si含量％〜％, P含量＜%, S含量＜%。
高猛钢是一种耐磨钢，经过水韧处理的高镭钢可以得到较高的塑性和冲击韧性。
所谓水韧处理，就是把钢加热到IOOO O C〜1100°C,保温一段时间，使钢中的碳化物全部溶入奥氏体中，然后迅速冷却，使碳化物来不及从奥氏体中析出, 从而保持了单一的均匀的奥氏体组织。
经过水韧处理的高镭钢称为高猛奥氏体钢。
其力学性能为：O b=980MPa, σ s=392 MPa, HB210, δ =80%, Qk=MJ /高猛钢具有很高的耐磨性，虽然它的硬度只有HB210,但它的屈服点OS较低, 只有Ob的40%,因此具有较高的塑性和韧性。
高镭钢在受到外来压力和冲击载荷时，会产生很大的塑性变形或严重的加工硬化现象，钢被剧烈强化，硬度显著提高，可达HB450〜550,因此有了较高的耐磨性。
高镒钢可分为高碳高猛耐磨钢、中碳高猛无磁钢、低碳高猛不锈钢和高猛耐热钢。
儿种高镭钢的牌号和性能见表54。
12. 高链钢有哪些切削加工特点高猛钢猛含量高达11%〜18%,具有较高的塑性和韧性，在切削加工中有以下特点：(1) 加工硬化严重：高猛钢在切削过程中，山于塑性变形大，奥氏体组织转变为细晶粒的马氏体组织，从而产生严重的硬化现象。
加工前硬度一般为HB200〜220,加工后表面硬度可达HB450〜550,硬化层深度〜mm,其硬化程度和深度要比45号钢高儿倍。
严重的加工*更化使切削力增大，加剧了刀具磨损，也容易造成刀具崩刃而损坏。
(2) 切削温度高：山于切削功率大，产生的热量多，而高镒钢的导热系数比不锈钢还低，只有中碳钢的1/4,所以切削区温度很高。
当切削速度Vc<50 m/min 时，高镭钢的切削温度比45号钢拓200。
C〜250 °C,因此，刀具磨损严重，耐用度降低。
高锰钢加工
二、加工实例和工艺对策 பைடு நூலகம்
我们首先以盘类零件电铲拉紧轮进行试验加工,工件材料为ZGMn13,直径?2000mm,铸件毛坯高低不平。
选用刀具材料:YM052
切削刀量:ap=5-6mm,f=0.2-0.3mm/r
切削速度:Vc=20-30m/min
加工效果和注意事项:切削平稳,当余量均匀时很少打刀,卷屑声音清脆。刀尖磨钝后要及时磨刀,否则易造成粉碎性破损。采用焊接刀具效果要好于转位刀具。
三、高锰钢的合理切削条件
经过多达十多种盘类零件和轴类零件的车削加工,我们总结出了高锰钢的合理加工工艺。
(一)刀具材料:优先采用YM052,YM053刀具材料
(二)刀具几何参数及角度如下:
(1)前角:针对高锰钢切削力大和导热性差的特点,刀具的前角应选用较小值,以增强切削刃强度和散热体积。一般前角γ0=-5 °-8°,粗车时取小值,精车时取大值。
一、高锰钢的特性和切削加工性
高锰钢是一种机械行业常用的耐磨钢,有些衬板类无需加工,但有些零件,由于其设计需要又不得不加工。高锰钢常采用水韧处理,即把铸件加热到1000-1100°C后,急速水冷,使碳化物来不及从奥氏体中析出,从而获得单一均匀奥氏体金相组织,这时的高锰钢才具有较好的使用性能;如高强度,高韧性,高耐磨性。其重要性能是,在较大的冲击或接触应力的作用下,表层迅速产生加工硬化,能承受很大的冲击载荷。
高锰钢的切削加工性很差,具有以下特点:
1.切削时,塑性变形大,加工硬化严重。致使单位切削力很大,车外圆时比加工45号钢增大60%以上。2.由于切削力大,使单位切削功率增大,单位时间内产生的热量多,而高锰钢自身导热性能又差,致使切削区温度高达1000°C以上,刀具磨损严重,刀具寿命低。3.高锰钢塑性大,切削时易形成积屑瘤和鳞刺。4.切屑强度大,韧性高,不易折断。
高锰钢生产工艺
高锰钢(high manganese steel)含锰量在10％以上的合金钢。
1882年第一次获得奥氏体组织的高锰钢，1883年英国人哈德菲尔德(R．A．Hadfield)取得了高锰钢专利。
高锰钢依其用途的不同可分为两大类：(1)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(％)：C0．90～1．50Mn10.0～15．0Si0．30～1.0 S≤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、塑性和韧性均大幅度提高，所以此种热处理方法也常称为水韧处理。
热处理后力学性能为：σb615～1275MPa σ 0.2340～470MPa ζ15％～85％ψ15％～45％ aKl96～294J／cm2 HBl80～225高锰钢经过固溶处理后还会有少量的碳化物未溶解，当其数量较少符合检验标准时，仍可使用。
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，高冲击载荷时，可以达到HB500～800。
随冲击载荷的不同，表面硬化层深度可达10～20mm。
高硬度的硬化层可以抵抗冲击磨料磨损。
高锰钢在强冲击磨料磨损条件下，有优异的抗磨性能，故常用于矿山、建材、火电等机械设备中，制作耐磨件。
在低冲击工况条件下，因加工硬化效果不明显，高锰钢不能发挥材料的特性。
高锰钢生产工艺
高锰钢生产工艺高锰钢是一种含有较高锰量的钢材，具有优异的抗磨性、抗冲击性和耐腐蚀性能，广泛应用于工程领域。
以下是高锰钢的生产工艺。
高锰钢的生产工艺主要包括原料准备、熔炼、铸造和热处理四个环节。
首先是原料准备。
高锰钢的主要原料包括铁、锰、碳等。
其中锰是高锰钢的主要合金元素，可以提高钢材的强度和硬度。
碳是一种调节高锰钢的碳量以控制钢材硬度和韧性的重要元素。
在原料准备阶段，需要根据高锰钢的要求选用合适的原料，保证原料的质量。
接下来是熔炼。
高锰钢的熔炼一般采用冶金炉进行。
在熔炼的过程中，首先装入适量的合金和脱碳剂，并加热到一定温度。
然后，将精炼剂加入炉中，通过脱氧、脱硫等反应，使钢液中的杂质得到清除。
同时，通过加入适量的锰和碳等合金元素，使钢液中的合金元素得以补充。
熔炼完毕后，对钢液进行取样分析检测，以确保高锰钢的成分符合要求。
然后是铸造。
高锰钢可通过多种铸造方法进行生产，如连铸、浇铸等。
其中连铸是一种常用的铸造方法，通过将熔融的高锰钢连续浇注至连铸机中，使其冷却凝固成长条状的铸坯。
这样可以保证高锰钢的均匀性和稳定性。
在铸造的过程中，需要控制好浇注温度和浇注速度，以确保高锰钢的质量。
最后是热处理。
高锰钢的热处理主要包括退火和淬火两个步骤。
退火可以消除高锰钢在铸造过程中的应力，改善其物理性能和力学性能。
淬火则可以提高高锰钢的硬度和强度，使其具有更好的耐磨性和抗冲击性。
在热处理过程中，需要控制好温度和冷却速度，以达到理想的热处理效果。
综上所述，高锰钢的生产工艺包括原料准备、熔炼、铸造和热处理四个环节。
每个环节都需要严格控制各项工艺参数，以获得高质量的高锰钢材。
高锰钢铸件生产基本工艺
高锰钢铸件生产基本工艺要求一，冶炼工艺：1.熔炼高锰钢必须使用镁砂碱性或中性炉衬。
2.化学成分必须按国家标准GB/T5680-1998规定执行，开始换新料时炉前也必须分析，以后可以只做成品分析，每天做1-2炉。
成分控制要注意：a,返回料最多不得超过30%。
b,含硅量要控制在0.4-0.6%，最多不宜超过0.8%。
c,C,Mn要严格控制在范围内，同时要控制锰/碳比，Mn/C=10.d,P的含量也要严格控制，最多不得超规范，含量越低越好。
3.温度：锰钢由于C,Mn含量较高，流动性很好，温度高容易出现柱状晶，致使裂纹出现和耐磨性差，所以要严格控制出钢温度，一般在1420·C~1480·C，浇注温度一般在1360·C~1420·C。
二，铸造工艺：1.线收缩：一般在2.5%~3.0%。
2.冒口：锰钢体积收缩比碳钢还要大，但其凝固理论是同时凝固，所以一般板状零件都不放冒口，若壁很厚要放冒口，就要放大，往往冒口/热节=2/1,冒口进口相对要小，使进口结实不易裂纹。
3.浇口：要符合同时凝固的要求，应多道分散，内浇口断口宜狭深小浇口，一般齿板宜单头进入开4~6道，横浇口宜稍大压在内浇口上。
4型砂：要表面光洁，宜用水玻璃砂，上镁砂（碱性）或中性（铝矾土，棕刚玉等）涂料，表面烘烤。
5.打箱时间：一般薄壁件可在4小时，小齿板宜在4~6小时，较大面积件应在8~12小时，打箱和清砂时不得浇水。
6.清砂：清砂时去除冒口不得用火焰切割，能敲打去除的尽量敲去，确实敲不掉须用火焰切割的应在热处理后再割，若有冒口的可先切割一部分，留30-40mm,待热处理后再切除。
清砂时宜将披缝全部敲掉后再进热处理炉。
三，热处理工艺：1.装炉温度应低于250·C。
2.装炉时铸件相互之间应有一定空隙，可用耐火砖垫空。
3.每炉的装入量应按水池的水量确定，铸件重量/水池水量=1/10。
4.入水前水温不得超过常温，入水后水温不得超过60·C。
高锰钢焊接工艺
高锰钢焊接工艺 Final revision by standardization team on December 10, 2020.
高锰钢焊接工艺
1高锰钢焊接的特点
采取小焊接，间断焊接，焊后立即水冷至常温的方法，使焊缝避开250-950的温度区间。
在该区间会大量析出碳化物，使母体变脆，产生开裂。
高锰钢热导率是低碳钢的1/6，膨胀系数是碳钢的倍，焊接时产生很大的应力。
在S、P有害杂质的作用下，会产生热裂纹和热影响区的液化裂纹，应严格控制S、P含量。
其次，采取锤击焊缝的工艺措施，减少焊接应力。
2高锰钢焊条
高锰钢焊条有两种类型
一种是高锰钢焊条D256（EDMn-A-16）和（EDMn-B-16），主要用于堆焊受严重磨料磨损的零件，如破碎机鄂板等。
另一种是Cr-Mn型焊条，D276（EDCr-Mo-B-16）和（ED Cr-Mo-B-15）,其堆焊金属处于介稳定状态的高锰钢奥氏体。
当受到强烈冲击后转变为马氏体，主要用于耐气蚀的堆焊，或高锰钢堆焊。
如水轮机叶片，挖掘机斗齿等
3焊接工艺
焊前必须清理焊补处的泥垢，油垢和铁锈，仔细检查有无起层、裂纹、夹砂、气孔和缩孔等缺陷。
如有缺陷，必须用砂轮或电弧气刨铲除。
磨损的部位必须用砂轮磨去硬化层，因为硬化层的金属对裂纹十分敏感。
焊接时尽量减少基体金属受热，采取措施为尽可能地接头的冷却。
因此，用短弧，直流反极性、跳焊、短段焊、间隙焊，脉冲焊等工艺措施，以减少碳化物的析出，采用小线能量焊。
焊后为消除应力，可用尖锤锤击焊接区，为使熔敷金属得到奥氏体组织，锤击后要迅速将焊接区进行喷水冷却。
高锰钢生产工艺流程
高锰钢生产工艺流程高锰钢是过共析钢。
在锰含量同样的情形下，高锰钢的耐腐蚀性有随碳含量提升而增强的发展趋势。
可是，碳含量超出1.2%之后，位错上就很有可能进行析出（Fe、Mn）3C型碳化物，使钢的延性提升。
碳含量在0.8-1.7转变时，钢的屈服强度随碳含量提升而逐渐逐步提高，在碳含量为1.2%时达最大值,随后持续降低。
伸长率在碳含量超出1.0%之后就随碳含量的提高而降低。
抗压强度和伸长率降低的首要因素是位错上面有碳化物进行析出。
针对耐冲击损坏的铸件,塑性变形也十分关键,最好是将碳含量维持在不至于比较严重危害塑性变形的高限。
一般的高锰钢,碳含量宜操纵在1.1%~1.25%。
厚大铸件初凝长,先进行析出低碳环保奥氏体晶体,后凝结的位置富碳,成份缩松明显即便碳含量小于1.1%,位错上也有可能有碳化物进行析出。
碳含量低的型号(D和E-1)便是为满足这类铸件而创建的。
锰是平稳奥氏体的原素,也是高锰钢中的具体铝合金原素。
RobertHadfield曾对锰含量(1.5%~22%上下)的危害作过系统软件的科学研究。
经水韧处置的高锰钢,锰含量为5%~6%就可以获得充分的奥氏体机构,但低合金钢的物理性能较差,只适用于独特的工作状况标准。
为使高锰钢具备不错的物理性能,锰含量应在10%之上。
锰含量对屈服强度沒有很大的危害，对抗压强度和伸长率的危害则不容忽视。
锰含量在12%下列时，伴随着锰含量的提升，抗压强度和伸长率都是有很大幅的提高，超出12%之后，二者的增势都趋向迟缓，超出14%之后，则逐渐降低。
因而，仅有加钼且选用弥漫硬底化加工处理的钢材能够将锰含量提升到14%或高些一些。
有的技术性规格型号规定高锰钢的锰碳比相当于10或是高些，现阶段来看，此类规定尚欠缺足够的根据。
机车高锰钢调质工艺流程
机车高锰钢调质工艺流程
内容:
一、工艺流程概述
机车高锰钢调质工艺主要包括以下几个步骤:
1. 选料:选择含锰量大于1.2%的高锰钢作为原料。
2. 熔炼:采用电弧炉或感应炉熔炼,控制好炉料成分,去除杂质。
3. 外轧:采用反复轧制,使钢片组织细化,提高强度。
4. 调质:通过高温回火、等温控制冷却等热处理,调整组织,获得理想的力学性能。
5. 测试:对调质后的钢材进行拉伸试验、冲击试验等,检验机械性能。
6. 加工:将调质后的钢材切割、钻孔等加工成零部件。
二、关键工艺参数
1. 熔炼温度控制在1600-1650°。
过高会造成烧损,过低影响去杂。
2. 轧制温度1000-1100°,轧制减薄率每通道10-15%。
3. 回火温度820-840°,保温时间1-2小时,空冷至650°,然后空冷。
4. 冷却速率对力学性能有显著影响,需严格控制。
5. 冲击试验温度-40°,拉伸强度≥1080,伸长率≥10%。
三、工艺优化方向
1. 优化熔炼工艺,减少杂质引入。
2. 加强过程检测,实时调整工艺参数。
3. 开发新型调质系统,缩短调质周期。
4. 加强冷却控制,获得更好综合性能。
5. 采用先进轧制设备,提高轧制效率。
高锰钢铸件生产工艺汇编 (2)
1、铸型工艺（自硬砂）传统工艺1）砂工艺高锰钢液呈碱性，用石英砂生产易粘砂，要采取相应措施解决。
(1)水玻璃石英砂：石英砂：40/70目l00％；水玻璃5％-7％；膨润土4％-5％；碳酸钠0.2％-0.4％。
(2)柴油：2.0％（提高砂的流动性，防止粘砂）。
采用二氧化碳或液化气烘干硬化；刷镁砂粉快干涂料，防止高锰钢粘砂。
(3)镁橄榄石砂：镁橄榄石耐火度1910℃，莫氏硬度6-7级，膨胀系数比石英砂小，且均匀膨胀，无相变，不含游离SiO2，不与Fe、Mn的氧化物反应，有较强的抗金属氧化物的侵蚀能力，是高锰钢理想的面砂。
(4)石灰石砂：石灰石砂1970年问世，也叫70砂，优点是馈散性好，落砂清理容易，铸件表面光洁，消除职业性矽肺病；缺点是发气量大，型砂强度低。
因此要求造型和制芯作到“硬、光、通、净”四原则，即：①砂型、芯应紧实，用A型表面硬度计测定，硬度值大于50：②造型时要修光刮平，使边角情晰；③多开出气道，并要贯穿畅通；④铸型要硬化良好，如有松、掉砂必须报废；⑤铸型浇注合箱前，型腔要光洁干净。
(5)对于中小型壁厚小于40mm的薄壁件，也可采用粘土砂。
(6)有的中小型工厂仅采用2％～3％的水玻璃砂，用二氧化碳气硬化，背砂用4号河砂，生产200公斤以下的破碎机颚板，也不粘砂。
1）涂料的配制(1)快干涂料：先将松香溶于无水酒精中，形成松香酒精溶液，再将镁砂粉陶土混入，建议用200～320目细镁砂粉。
(2)水基镁砂涂料：将镁砂粉、陶土按比例配好，在混砂机中干混10分钟，加水柏油混4小时20分钟，再分批加入清水混碾1小时30分钟，碾成膏状，装入铁桶内加少量清水复盖，如室温超过24度，涂料超过24小时，易发生水化，将重新回混碾3小时。
2、高锰钢铸件（传统铸造）浇注系统的设计（1）高锰钢线收缩率：小件2.4％～3.2％，大件2.0％～2.5％。
在砂型铸造条件下一般铸造线收缩率(缩尺)选择2.5％～2.7％，不同铸件不同部位不同方向线收缩率不同。
高锰钢工艺流程
高锰钢工艺流程
《高锰钢工艺流程》
高锰钢是一种重要的合金钢，具有优良的耐磨性和耐蚀性，被广泛应用于矿山、建筑、冶金等领域。
其工艺流程是指生产高锰钢的一系列制造工艺步骤，在这个过程中，通过各种工艺和技术手段，将原料转化为高锰钢产品。
首先，高锰钢的工艺流程包括原料准备、原料熔炼、浇铸成形、热处理等诸多环节。
原料准备阶段是高锰钢生产的起始阶段，需要选用高质量的原料，如铁、锰、铬、硅、碳等合金元素，严格控制各种元素的含量。
然后是原料熔炼，将各种合金元素按一定比例混合、加热熔化，然后进行脱硫、脱磷等处理。
接着是浇铸成形，将熔化的合金流入模具中，通过冷却凝固形成铸坯。
最后是热处理，包括回火、淬火等工艺，以提高高锰钢的强度和硬度。
同时，工艺流程中的每个环节都需要严格控制生产参数，以确保最终产品的质量。
例如，原料的成分和含量、熔炼温度、浇铸速度、热处理时间等诸多工艺参数都需要精确控制。
此外，还需要进行质量检测和控制，及时发现和解决生产过程中的质量问题。
总的来说，高锰钢的工艺流程是一个复杂而严谨的生产过程，需要运用多种技术手段，并严格控制各个环节的参数和质量，才能生产出优质的高锰钢产品。
通过不断的工艺改进和技术创
新，高锰钢的生产工艺流程也在不断优化，以满足市场对高性能高锰钢的需求。
高锰钢工艺流程
高锰钢工艺流程高锰钢工艺流程高锰钢是一种具有高硬度和耐磨性的特殊钢材，适用于制作切割工具、模具和耐磨零件等。
下面是高锰钢的工艺流程。
1. 原材料选择：高锰钢的主要成分是碳(C)、锰(Mn)和铬(Cr)，选择合适的原材料是确保工艺质量的关键。
一般选择含碳量在0.9%-1.2%、锰含量在11%-14%、铬含量在1.5%-2.5%的高锰钢坯料。
2. 坯料熔炼：将选定的高锰钢坯料放入熔炼炉中，加热至熔点以上，通过高炉炉膛进行熔炼。
在熔炉中加入适量的硅(Si)和铁(Fe)，以调节高锰钢的成分和温度。
3. 钢水净化：熔炼后的高锰钢钢水中会含有一些杂质，需要进行净化处理。
通常采用钢包除渣的方法，将钢水转移到钢包中，通过酸性材料如氧化钙(CaO)和氧化铝(Al2O3)等与杂质发生化学反应，使其浮于钢水表面，形成浮渣，然后倒掉浮渣。
4. 过铁：高锰钢中的锰元素与铁元素亲和力强，在冷却过程中容易析出高锰铁的形式，影响高锰钢的性能。
因此需要通过过铁处理，将钢水中的高锰铁和铁剔除掉。
过铁一般采用向钢水中加入适量的硅和铝，使其与高锰铁反应生成硅锰和飞灰等不容易析出的物质，然后通过除渣处理将其去除。
5. 铸造成型：经过净化处理后的高锰钢钢水注入到预先制作好的铸造模具中，然后冷却凝固成型。
铸造成型的方式有很多种，常用的方法包括静压铸造、喷射铸造、压力铸造等。
6. 热处理：铸造成型后的高锰钢还需要进行热处理，以进一步提高其硬度和耐磨性。
常用的热处理方式有淬火和回火。
首先将铸造件加热至适当的温度，然后迅速浸入冷却介质中进行淬火，使其快速冷却，提高硬度。
随后进行回火处理，以减轻淬火所引起的内部应力，提高材料的韧性和延展性。
7. 机械加工：经过热处理的高锰钢具有较高的硬度和耐磨性，但其形状和尺寸可能还不能满足要求，需要进行机械加工。
常见的机械加工方式有车削、铣削、冲孔等。
通过机械加工，可以对高锰钢进行修整、加工成型，使其达到设计要求。
一种高硅高铬新型高锰钢及制备方法
一种高硅高铬新型高锰钢及制备方法高硅高铬新型高锰钢是一种具有优异性能的材料，在机械制造、航空航天和汽车工业等领域具有广泛的应用前景。
本文将介绍这种高硅高铬新型高锰钢的制备方法。
首先，高硅高铬新型高锰钢的制备方法是采用熔炼-铸造-热处理的工艺过程。
具体步骤如下：1.原料准备：将所需的高纯度硅、高纯度铬和高纯度锰等原料按一定比例准备好，确保原材料的纯度可以满足高硅高铬新型高锰钢的要求。
2.熔炼：将原料投入到电炉或其他熔炼设备中，进行高温熔炼。
在熔炼过程中，根据所需的合金成分，可以适当加入一定比例的其他元素，如镍、钼等，以及一些合金化剂，如铝、钒等，来调整钢的性能。
3.铸造：将熔融的金属浇注到预先设计好的铸型中，进行凝固。
为了防止金属的氧化和其他污染物的混入，可以采用真空或保护气体下进行铸造。
4.热处理：将铸造好的零件进行热处理，目的是通过控制合适的温度和时间，使高硅高铬新型高锰钢达到所需的组织和性能。
常用的热处理方法包括正火、淬火、回火等。
接下来，我们将介绍高硅高铬新型高锰钢的性能及其应用。
高硅高铬新型高锰钢具有优异的耐磨性、高温强度和耐腐蚀性能。
其硬度高，具有耐磨损的特点，能够在重负荷和摩擦环境下保持较好的表面光洁度和尺寸稳定性。
此外，它还具有较高的强度和硬度，能够承受较大的载荷和高温环境下的工作。
同时，高硅高铬新型高锰钢还具有良好的耐腐蚀性能，可以在一定的腐蚀环境中长期使用。
基于这些优异的性能，高硅高铬新型高锰钢主要应用于机械制造、航空航天和汽车工业等领域。
例如，它可以用于制造机械零件、工具、模具等耐磨件，如锤头、锤柄、刀片等。
此外，在航空航天领域，高硅高铬新型高锰钢可以用于制造发动机零件、涡轮叶片等高温零件。
在汽车工业中，它可以用于制造发动机缸体、曲轴等零件。
最后，总结一下，高硅高铬新型高锰钢通过熔炼-铸造-热处理的工艺过程制备而成，具有优异的耐磨性、高温强度和耐腐蚀性能。
它在机械制造、航空航天和汽车工业等领域具有广泛的应用前景。
高锰钢工艺
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%左右，（0.4-0.6）超过0.5%,尤其是超过0.8%，将会造成碳化物粗大，导致韧性降低，薄壁件可选上限。
1.4硫和磷：锰铁含磷较高，有的高达0.3-0.4%，将带入0.075-0.085%的磷，一般磷含量控制在0.07%以下，可用硅钙脱磷。
高锰钢中含硫低，一般都低于0.02%，1.5铝：浇注前，在包中补加铝0.05-0.08%，保证铸件中残铝0.035-0.04%，才能保证钢液脱氧良好。
加铝终脱氧后必须在10min钟内浇完。
铝量过高，可形成铝氮，它在高温溶解在奥氏体中，随温度降低，从奥氏体中析出，沉积于晶界，引起热裂和晶界脆化，形成石状断口，造成晶界断裂。
高锰钢中残铝大于0.3%时，使高锰钢晶粒粗大。
转包浇注，一般中小件，壁厚不大于100mm，金属型、干型加0.15%（1.5Kg/t钢水），湿型加0.2%（2Kg/t钢水），在大型厚壁件出钢时，先在炉中或包内加0.2%（2Kg/t钢水），浇注时1-2min在包中补加铝0.05-0.08%（0.5-0.8Kg/t钢水）。
如果底注式包浇注，加铝可适当降低。
浅谈铸造高锰钢氧化法冶炼工艺
（） １ 规格成分 ：标准要求高锰钢的规格成分为下表ｌ 。
ｌ规格成分（ １ ０ ～ １ ｕ ４ ｌ ～ Ｉ≤０ ｏ Ｉ ≤ ． ｌ １ ｌ １ 一１ ０ ３ ０ ９ ４ ０ ８ ． １ ０５ ０
表１
为了把 含磷 量降到最低 点 ，在熔 化期要 注意做 好早期 脱磷的工 作 ，以避 免因磷 高而延长氧化时 间。 （ ） 料前 ，在 炉底 加入 料重２ ～ ％的石 灰和适 量的矿石 ， １ 装 ％ ３ 熔 化６ ％一７ ％ ，随 时补加 石灰和矿石 ，以造 成高碱度 ，强氧化性 ０ ０后 炉渣 为宜 ，以利于熔化期低温脱磷。 （ ）熔化末期可 采取 自动流渣 ，随时造渣 的方 法 ，降低渣中含 ２ Ｐ 量以利于钢液中的磷向渣中扩散 。 （ ） 清后 ， ３ 熔 取样分析Ｐ ，根据含磷情况决定扒渣。 、Ｓ （） ４ 熔化期 其它操作与碳钢相 同。
２ 化 学成 分
高锰 钢氧 化期 的 脱碳 量应 小 于ｏ ％，还 原期 锰 铁加 入量 见前 ． ３ “ ” ，以一吨钢水为例 ： ｌ 还原期带入碳量（ ）（２＋ｏ×５ ／００ ０ ５ ％＝１０５） ％ １０＝ ． ％ ８ 溶清碳量（ ） ｌ Ｏ ％ ０ ５ ＝ ． ％ ％ ＝ ％＋ ． 一 ． ％ ０ ５ ３ ８ ４ 即炉料的溶 清碳量应 不小于０ ５ ． ％。 ４ （ ） ３ 炉料废钢中的磷 、硫含量尽可能低 ，最好不超过０ ４ ． ％。 ０
钢水含锰 量为（２ １０×８ ％＋ ０ ０ ／０ ０ １ ．％，符 合锰 量控制在规 ０ ５ ×７ ％） ０ ＝ ３１ １ － 格成分中、上限的要求 。 （ ） ２ 炉料 要求 。炉料主要 由碳素废钢组 成 ，炉料熔清后 的碳 量
高锰 钢的铸态组 织为 奥 氏体 及碳化 物 ，水 韧处理后 为单一奥 氏 体 ，此种组织具有加工硬化的特点 。在使用过程 中，如果铸件表面受 外 力冲击或挤压 ，就会使 奥 氏体 晶面 滑移晶 格歪扭 ， 有马 氏体 形 并 成 ，而高锰钢铸件表面硬度很高 （ 达Ｈ ５０），具有良好的冲击耐 可 Ｂ０
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高锰钢工艺1．高锰钢有哪几种？其性能如何？锰含量约为11％～18％的钢称高锰钢。
常用的铸造高锰钢ZMn13的化学成分为：Mn含量11％～14％，c含量1.0％～1.4％，Si含量0.3％～1.0％，P 含量<0.03％，S含量<0.05％。
高锰钢是一种耐磨钢，经过水韧处理的高锰钢可以得到较高的塑性和冲击韧性。
所谓水韧处理，就是把钢加热到1000℃～1100℃，保温一段时间，使钢中的碳化物全部溶入奥氏体中，然后迅速冷却，使碳化物来不及从奥氏体中析出，从而保持了单一的均匀的奥氏体组织。
经过水韧处理的高锰钢称为高锰奥氏体钢。
其力学性能为：σb =980 MPa，σs=392 MPa，HB210，δ=80％，αk=2.94 MJ／m2。
高锰钢具有很高的耐磨性，虽然它的硬度只有HB210，但它的屈服点σs 较低，只有σb的40％，因此具有较高的塑性和韧性。
高锰钢在受到外来压力和冲击载荷时，会产生很大的塑性变形或严重的加工硬化现象，钢被剧烈强化，硬度显著提高，可达HB450～550，因此有了较高的耐磨性。
高锰钢可分为高碳高锰耐磨钢、中碳高锰无磁钢、低碳高锰不锈钢和高锰耐热钢。
几种高锰钢的牌号和性能见表5-1。
2．高锰钢有哪些切削加工特点？高锰钢锰含量高达11％～18％，具有较高的塑性和韧性，在切削加工中有以下特点：(1)加工硬化严重：高锰钢在切削过程中，由于塑性变形大，奥氏体组织转变为细晶粒的马氏体组织，从而产生严重的硬化现象。
加工前硬度一般为HB200～220，加工后表面硬度可达HB450～550，硬化层深度0.1～0.3 mm，其硬化程度和深度要比45号钢高几倍。
严重的加工硬化使切削力增大，加剧了刀具磨损，也容易造成刀具崩刃而损坏。
(2)切削温度高：由于切削功率大，产生的热量多，而高锰钢的导热系数比不锈钢还低，只有中碳钢的1/4，所以切削区温度很高。
当切削速度Vc<50 m/min 时，高锰钢的切削温度比45号钢高200℃～250 ℃，因此，刀具磨损严重，耐用度降低。
(3)断屑困难：高锰钢的韧性是45号钢的8倍，切削时切屑不易拳曲和折断。
(4)尺寸精度不易控制：高锰钢的线膨胀系数与黄铜差不多，在高的切削温度下，局部产生热变形，尺寸精度不易控制。
切削高锰钢时，应先进行粗加工，工件冷却后再进行精加工，以保证工件的尺寸精度。
3．怎样通过热处理改善高锰钢的切削性能？金属材料的切削性能主要取决于材料的力学、物理性能，如：强度、硬度、塑性、韧性、耐磨性及线膨胀系数等。
通过热处理可以改变金属材料的力学、物理性能，从而改善其切削性能。
改善高锰钢的切削性能可以通过高温回火来实现。
将高锰钢加热至600℃～650℃，保温两小时后冷却，使高锰钢的奥氏体组织转变为索氏体组织，其加工硬化程度显著降低，加工性能明显改善。
加工完成的零件在使用前应进行淬火处理，使其内部组织重新转变为单一的奥氏体组织。
4．切削高锰钢时怎样选择刀具材料？高锰钢属难加工材料，对刀具材料要求较高。
一般来说，要求刀具材料红硬性高、耐磨性好，有较高的强度、韧性和导热系数。
切削高锰钢可选用硬质合金、金属陶瓷做刀具材科，也可以用CN25涂层刀片或CBN(立方氮化硼)刀具。
目前应用最普遍的还是硬质合金，其中YG类硬质合金具有较高的抗弯强度和冲击韧性(与YT类硬质合金比较)，可减少切削时的崩刃。
同时，YG类硬质合金的导热性较好，有利于切削热从刀尖散走，降低刀尖温度，避免刀尖过热软化。
YG 类硬质合金的磨加工性较好，可以磨出锐利的刃口。
一般情况下，刀具的耐用度取决于刀具材料的红硬性、耐磨性和冲击韧性。
YG类硬质合金中含钴量较多时，抗弯强度和冲击韧性好，特别是提高了疲劳强度，因此适于在受冲击和震动的条件下作粗加工用；含钴量较少时，其硬度、耐磨性和耐热性较高，适合作连续切削的精加工。
YT类硬质合金具有较高的硬度和较高的耐热性，但与YG类硬质合金相比，其强度低、脆性大，导热性差。
因此，切削高锰钢时通常选用韧性好的YG 类硬质合金作刀具材料。
应当注意的是，YG类硬质合金不适于高速切削，因为在高速切削钢料时，切削时的高温将使刀具前刀面上形成强烈的月牙洼磨损，并加速后刀面磨损，刀具耐用度降低。
在切削速度较高且切削过程较平稳的情况下可考虑选用YT类硬质合金作刀具材料。
YG类硬质合金中添加适量的(一般为0.5％～3％左右)TaC(碳化钽)或NbC(碳化铌)，可提高其硬度和耐磨性而不降低其韧性。
随着硬质合金中含钴量的增加，这些优点更为显著。
因此，以Tac和NbC为添加剂的通用型硬质合金也适于高锰钢的切削加工。
切削高锰钢常用的硬质合金牌号有：YG8、YG6A、YG6X、YG8N、YW1、YW2A、YW3、YC45、767、798、813等。
采用金属陶瓷刀片进行高锰钢的精车、半精车，可选用较高的切削速度，加工表面质量好，刀具耐用度高。
例如利用Al2O3基陶瓷刀具切削50Mn18Cr4高锰钢比用硬质合金刀具效率提高1～4倍。
切削加工高锰钢还可选用CN25涂层刀片和CBN(立方氮化硼)刀具。
在使用CBN刀具时应注意被切削材料含锰量不能高于14％，否则，CBN可能与Mn元素产生化学反应使刀具磨损严重，切削性能下降。
5．切削加工高锰钢时怎样选择刀具几何参数？高锰钢具有较高的塑性和韧性，加工硬化严重，切削温度高，断屑困难，容易造成崩刃，因此合理选择刀具的几何参数尤为重要。
(1)前角与后角：切削高锰钢时，为了减轻加工硬化，要求刀具保持锋利。
但一般不可以采用大前角，因为前角大不利于保证刃口强度和改善散热条件。
常采用较小前角或负前角及较大后角，但后角太大也会削弱刃口强度引起崩刃。
采用硬质合金刀具时，γ0=-3°～3°，α=8°～12°；采用陶瓷刀具时，γ=-5°～-10°，α=5°～10°。
粗车时取小值，精车时取大值。
(2)主偏角与副偏角：切削高锰钢时，主偏角应小些，这样可以增加刀具散热面积和刀尖强度，副偏角也不宜过大。
选用硬质合金刀具时，一般取κr=25°～45°，κ?r=10°～20°。
工艺系统刚性好时取小值，反之可适当加大主偏角和副偏角。
选用陶瓷刀具时，主偏角还可大些，一般取κr=45°～60°，精车时可取κr=60°～90°。
(3)刃倾角：为了保持刀尖部分的强度，切削高锰钢时一般应选择负刃倾角。
选用硬质合金刀具时，λs=-5°～0°；选用陶瓷刀具时，λs=-10°～-5°。
(4)刀尖圆弧半径：切削高锰钢时，不论采用何种刀具材料，刀尖部分都应修磨出较大的圆弧半径，以加强刀尖强度，提高刀具耐用度。
一般粗车时rε=1～2 mm；半精车时rε=0.5～1 mm；精车时rε=0.2～0.5mm。
工艺系统刚性好时取大值，反之取小值。
(5)刃口倒棱：为了保证刃口有足够的强度，减少崩刃现象，一般应将刃口修磨出负倒棱。
硬质合金刀具倒棱宽度bγ1=0.2～0.8 mm，倒棱前角γ01=-10°～-5°；如采用陶瓷刀具，bγ1=0.2 mm，γ01=-20°。
6．切削高锰钢时怎样选择切削用量？高锰钢的切削加工性很差，为了维持一定的刀具耐用度，切削速度应低些。
采用硬合金刀具时， Vc=20～40 m/min，其中，较低的速度用于粗车，较高的速度用于半精车和精车。
采用陶瓷刀具时，可以选用较高的切削速度，一般Vc=50～80 m/min(如用Si3N4陶瓷刀具，Vc≤60 m/min)。
高锰钢在切削过程中，由于塑性变形和切削力的影响，切削层及表层下一定深度范围内会产生严重的硬化现象。
为了使刀尖避开毛坯表层和前一次走刀造成的硬化层，应选择较大的切削深度和进给量。
一般粗车时αp =3～6 mm，f=0.3～0.8 mm/r；大件粗车时可取αp =6～10 mm；半精车时αp =1～3 mm；f=0.2～0.4 mm/r；精车时口。
≤1 mm；f≤0.2mm/r。
7．钻高锰钢硬质合金群钻有哪些特点？在工程机械、矿山机械和越野车辆的制造中，常采用ZGMn13类高锰钢。
ZGMn13高锰钢锰含量达11％～14％，这类钢经过水韧处理后在受到剧烈冲击压力时，会产生很强的硬化现象，硬度可达HB450～550，硬化层深度达0.3 mm左右。
高锰钢在受到冲击压力发生变形的过程中，会消耗那些对钢材表面继续作用的冲击力，阻止作用力传到更深的内层去。
加之高锰钢的导热系数很低，只有碳钢的1/3～1/4，给切削带来很大困难。
特别是钻削时，刀具磨损严重，耐用度较低。
因此，常采用硬质合金群钻进行高锰钢的钻削。
钻高锰钢硬质合金群钻的本体为40Cr制造，切削部分为YG8或YW硬质合金。
切削部分形状与铸铁群钻近似，只是将钻尖高h加大到0.08 D，圆弧刃的圆弧半径加大到0.4 D，以加大B点刃尖的刀尖角，提高刀尖强度，改善散热条件，同时也起到分屑作用。
同样，在外缘处磨出双重锋角，并磨出负前角，把外缘处后角加大到20°，如图1所示。
钻头磨好后，要用油石仔细鐾研刃口，不得有锯齿。