高锰钢焊接

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高锰钢的补焊和焊接

高锰钢件的焊接和补焊
高锰钢件的焊接和补焊是很困难的，这是由于高锰钢的化学成分和组织以及性能的特殊性所决定的。

高锰钢的线收缩率较一般钢大1倍多，而导热性能则远远低于一般的钢中。

在焊接混入焊补之后它的热影响区范围内的温度分布也极不均匀。

在热影响区内本体的组织发生较大的变化，有大量碳化物析出，使金属变脆，冲击韧性明显下降，即使焊后立即淬入水中也难以达到材料原有的性能。

高锰钢铸件焊补时必须尽量使焊补的金属冷凝时也得到奥氏体组织。

只有在焊接金属冷凝后成为奥氏体组织并尽量减小热影响区，减少奥氏体组织的分解量，减少焊接金属热裂条件下才能保证高锰钢铸件在焊补后的质量。

焊缝处和焊补金属的组织对冷却速度是很敏感的。

缓冷时会有大量析出碳化物或同时形成珠光体型组织。

高温下焊接金属的奥氏体晶粒很容易长大，从而降低焊接和补焊部位的金属强度、塑性和韧性。

为使焊接和焊补部位的金属能得到奥氏体组织，必须用特殊的焊条而且其中成分中的Mn/C要高些，以防止碳化物析出，为了得到单一的奥氏体组织，也可以加入其他合金元素如铬、铌等。

在焊缝金属成分中，磷对质量的影响很大，磷的偏析倾向很大，很容易形成磷共晶。

这些共晶组成物使晶界加厚，减弱晶间强度。

在高温下当它尚处于液态时，由于焊缝处存在拉应力，在拉应力的作用下，它必然容易被拉裂，形成热裂。

这种拉应力是由于焊接时局部受热，当其冷却收缩时受到周围金属的牵制而形成的。

高锰钢焊接复合锤头的研制

高锰钢焊接复合锤头的研制1 焊接复合锤头的设计思路1．1 焊接复合锤头的设计原则图1为PCKW-1618可逆反击式破碎机锤头的示意图。

由图可见，该型破碎机的工作原理实际上与通常带轴孔的锤式破碎机是一样的。

鉴于PCKW-1618可逆反击式破碎机锤头转速高，运行过程中受到的冲击力大，而目前采用单一耐磨材料制成的锤头和采用常规铸造工艺生产的复合锤头都难以满足要求，所以，新型PCKW 一1618可逆反击式破碎机锤头决定采用焊接复合的方法。

其基本思路是在单一具有高韧性材质锤头的打击部位通过焊接硬质合金材料来显著提高锤头的耐磨性能，这样既可以保证锤头的完整性、韧性和安全性，又能够充分发挥硬质合金优异的抗磨性能。

在这样的设计思想指导下，要求制作锤头的材料不但应具有高韧性、一定的抗磨性，而且应具有良好的焊接性能，以避免在锤头使用过程中出现锤柄断裂、掉头和打击部位硬质合金脱落现像的发生。

1．2 焊接复合锤头基体材质的选择根据焊接复合锤头的设计思路，中低碳钢、中低碳低合金高强度钢和高锰钢都有可能成为复合锤头的基体材料。

其中，中低碳钢和中低碳低合金高强度钢具有韧性好、焊接性能优良等优点，但是，它们的不足之处是耐磨性差和铸造性能较差。

如果选用它们作为PCKW一1618可逆反击式破碎机锤头的基体材质有可能在锤头的使用过程中由于激烈摩擦出现锤柄部位首先被磨损而导致断裂和掉头现象的发生，所以，中低碳钢和中低碳低合金高强度钢作为PCKW-1618可逆反击式破碎机锤柄的材质是不合适的；高锰钢Mn13具有韧性高、耐磨性能优良和铸造性能良好等特点，是制作PCKW-1618可逆反击式破碎机锤头比较理想的材质。

倘若对高锰钢Mn13进行改性处理或合金化处理，则其耐磨性会进一步有所改善。

所以，选择改性高锰钢Mn13Cr2RETi作为焊接复合锤头的材质是合适的，并且改性高锰钢Mn13Cr2RETi的生产成本相对较低；超高锰钢l8Cr2MoRE虽然耐磨性能优于改性高锰钢Mn13Cr2RETi，但其生产成本较高，．故不适合作为焊接复合锤头的材质。

常用金属材料的焊接(低温用钢、高锰钢、时效钢、耐热钢)讲诉

常用金属材料的焊接(低温用钢、高锰钢、时效钢、耐热钢）41 试述Ni9低温用钢的焊接工艺。

Ni9钢是低碳马氏体型低温用钢，其化学成分，见表23。

表23 Ni9钢的化学成分（质量分数）（%）Ni9钢具有良好的低温韧性和焊接性，常用的焊接方法是手弧焊，其次是埋弧焊和钨极氩弧焊。

⑴焊接材料 Ni9低温钢常用的焊接材料有Ni的质量分数约60%以上的Inconel型、Ni的质量分数约40%的FeNi基型、Ni的质量分数为13%的奥氏体不锈钢型和Ni11%的铁素体型等，其中Ni基与Fe-Ni基的焊接材料低温韧性好，线膨胀系数与Ni9钢相近，但成本高、屈服点偏低。

Ni的质量分数为13%-Cr16%型焊接材料的成本低、屈服点高，但低温韧性稍差，线膨胀系数与Ni9钢有很大差异。

Ni9钢手弧焊用焊接材料为Ni60Cr15Mo、Ni55Cr22Mo9、Ni67Cr16Mo3、Cr15Ni70Mn4Mo4Nb；埋弧焊用焊接材料为Ni67Cr16Mn3Ti、Ni58Cr22Mo9W；钨极氩弧焊用焊接材料为Ni11、Ni70Mo18CrW。

⑵焊接工艺焊前一般不预热，当板厚超过50mm时可预热50℃，冷变形超过3%时应进行退火处理，退火火为550～558℃。

焊接线能量应控制在45kJ/cm以下，一般常用7～35kJ/cm。

手弧焊时焊条直径不超过4mm。

当采用有弧坑裂纹倾向的焊条焊接Ni9钢时，打底焊应采用穿透法焊接，把弧坑尽可能留在背面，以便清根时能把弧坑裂纹消除掉。

埋弧焊时焊丝直径不超过3.2mm。

42 试述0Cr21Ni6Mn9㈠超低温无磁钢的焊接工艺。

0Cr21Ni16Mn9N钢是奥氏体型超低温用钢，其化学成分，见表24。

表24 0Cr21Ni16Mn9N钢的化学成分（质量分数）（%）㈠此钢由中国科学院金属研究所研制成,目前尚未列入国标中。

0Cr21Ni16Mn9N钢焊接时的主要问题是防止出现热裂纹、降低低温韧性和预防碳化物析出。

d256耐磨焊条

堆焊层硬度：HRC>65
堆焊金属化学成分（%）
C
Mn
Si
其他元素总量
<2.10
12.00~18.00
<2.30
<6.00
耐磨焊丝与耐磨焊条的区别
耐磨焊丝
耐磨焊条
备注
焊接速度
5.5公斤/小时
2.3公斤/小时
材料浪费率
2%
35%
D256耐磨焊条，D256耐磨焊丝
北京固本科技有限公司
地址：北京市海淀区中关村南大街9号
D256耐磨焊条
D256耐磨焊条说明：
D256是低氢钾型药皮的高锰钢堆焊焊条。可交直流两用（交流焊时，空载电压不低于70V），堆焊时宜采用小电流，窄道焊，趁红热时立即锤击或水淬，以减少裂缝倾向。堆焊金属为奥式体高锰钢，具有加工硬化，坚韧和耐磨的特点。
堆焊层硬度：HB>170
堆焊金属化学成分（%）
C
Mn

其他元素总量
<1.10
11.00~16.00
<1.30
<5.00
参考焊接电流：
焊条直径(mm)
3.0
4.0
5.0
焊接电流(A)
70~90
100~140
150~180
D256耐磨焊丝
D256耐磨焊丝说明：
D256耐磨焊丝是D256耐磨焊条的升级换代产品，具有硬度更高、耐磨性更好、焊接速度更快、使用成本更低、外表成型更好的优点。特别适用于焊接工作量大和对耐磨性有更高要求的用户。
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网址：

高锰钢的焊接工艺

高锰钢的焊接工艺介绍高锰钢是一种具有高强度和耐磨性的特殊钢材，常用于制造机械零件、工具和耐磨构件等。

在进行高锰钢的焊接时，需要采取特定的工艺和措施，以确保焊接接头的质量和性能。

焊接前准备在进行高锰钢的焊接之前，需要进行充分的准备工作，包括材料准备和设备准备。

材料准备选择合适的高锰钢焊接材料，确保其符合焊接要求，并具有良好的可焊性和相容性。

材料准备还包括对焊接材料进行清洁和除锈处理，以确保焊接接头的质量。

设备准备选择适合高锰钢焊接的设备，包括焊接机、电极、焊丝等。

确保所有焊接设备都经过良好的维护，并具备稳定的电力供应和良好的接地条件。

焊接工艺高锰钢的焊接工艺与普通钢的焊接工艺有所不同，需要采取一些特定的措施以确保焊接接头的质量和性能。

选择适当的焊接方法高锰钢的焊接方法可以选择电弧焊、气焊、激光焊等，根据具体情况选择适合的焊接方法。

其中，电弧焊是常用的焊接方法，可以分为手工电弧焊和自动电弧焊。

控制焊接参数在进行高锰钢的焊接时，需要控制好焊接参数，包括焊接电流、焊接电压、焊接速度等。

合理的焊接参数可以保证焊接接头的质量和性能。

采用预热和后热处理高锰钢的焊接过程中容易产生焊接应力和氢裂纹等问题，为了避免这些问题的发生，可以采用预热和后热处理的方法。

预热可以减少焊接应力，后热处理可以消除氢裂纹。

进行焊接试验和检测在完成高锰钢的焊接后，应进行焊接试验和检测，以确保焊接接头的质量和性能。

常用的焊接试验和检测方法包括断口观察、硬度测试、X射线检测等。

结论高锰钢的焊接工艺需要采取特定的工艺和措施，以确保焊接接头的质量和性能。

选择适当的焊接方法、控制好焊接参数、采用预热和后热处理，以及进行焊接试验和检测，都是保证高锰钢焊接质量的关键步骤。

以上为高锰钢的焊接工艺文档的内容。

高锰钢焊接工艺

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D256EDMn-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,D276EDCr-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;。

钢轨及高锰钢辙叉的自动与半自动电弧焊修技术

归结为如下几点：
１操作相关人员对钢轨的焊接特性认识不足。特）
别是对钢轨作为一种高碳钢在焊补过程中，经历的加
热冷却过程和从而发生的相应的性能变化，以及可能
导致的钢轨早期折断的严重后果缺乏正确认识，比如
业以提高轨面平顺性、长线上钢轨使用寿命，而减延从
少换轨工作量等而言，是一项重要而且具有巨大经均
济效益的方法。分析钢轨手工电弧焊补的作业程序可
以看出，影响钢轨手工电弧焊补质量的主要因素可以
科技开发有限公司在铁道科学院、海铁路局等单位上
维普资讯
２００ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ年第３期
钢轨及高锰钢辙叉的自动与半自动电弧焊修技术
对焊前预热工序的重要性认识不足。
２对钢轨的脆断倾向认识不足，）因而对可能残存
的表面裂纹清除不彻底，而留下严重后患。从
图１手工电弧焊示意图
３操作人员人为因素的影响。）为了提高和保障钢轨焊补的质量，一步提高焊进
２００２年７月１１和２０３０３年１Ｏ月３１日开始实施。但在
焊条的熔化用手工将焊条不断均匀地向下送进和向前
移动（图１，而获得均匀的焊道。为此，见）从电焊工必

大型挖掘机铲斗高锰钢焊接工艺的研究

中，常遇到高锰钢磨损件的补焊、经高锰钢构件的焊接以及高锰钢与结构钢、耐磨钢的焊接等问题。
ＷｅｄｎｇＴｅｈｌｇｆＨｉｈａａｅｅＳｅｌＡｐｐｉｄｉｌｉｃｎｏｏｙｏｇＭｇｎｓｔｅｌｅｎＢｕｃｅｆＬａｇｇｅｋｔｏｒｅＤｉｇｒ
ＫＯＮＧＨａ —ｗａｇ‘ＬＩＬａ－ｎ￣ｌｎ，Ｕｎｐｉｇ
摘要：高锰钢在较大的冲击载荷或接触应力作用下，其表层迅速产生｝．硬化，ｓＹ￣－－生成高密度位错和形变孪晶，产生高耐磨的表面层，内层奥氏体仍保持着良好的韧性。当焊接、切割、碳弧气刨等工序使高锰钢再次加
热，易使碳化物沿晶界析出，而使其热影响区失去韧性而变脆。本文通过对大型挖掘机铲斗材料和结构的极从研究，定出既能保证焊接接头质量又经济的大型挖掘机铲斗的高锰钢焊接工艺。制关键词：高锰铜；工硬化；接性；加焊大型挖掘机铲斗中图分类号：Ｇ４Ｔ１５文献标识码：Ａ文章编号：６４６９（０２Ｏ — ０８０１７ — ６４２１）１０２ — ４
ＡｂｓｒｔＴｈｓｆｃｗｉｈｔａｃ：ｅｕｒａｅｔｈｉｈｇｗｅｒ￣ｓｓａｃｆｒｍｅｕｅｔｌｒｅｉａｉｉｔｎｅｏｄｎｄｒｈｅａｇｒｍｐａｔｏｄｒｏｔｃｓｒｓｂｅａｕｅｈｗｏｒｃｌａｏｃｎａｔｔｅｓｃｓｔｅｋｈａｄｅｉｇｒｐｉｙｘｓｓｔｅｈｉｈｄｅｓｔｉｌｃｔｏｎｅｏｒａｉｎｔｎｆｒｎｔＨｆｅｆｈｇａａｅｅｓｅ１Ｔｈｎｔｒａｒｎｎａｄｌｅｉｔ，ｈｇｎｉｙｄｓｏａｉｎａｄｄｆｍｔｏｗｉｏｍｓｏｈｅｓｒａｅｏｉｈｍｇｎｓｔｅ．ｅｉｅｎｌａｔｎｉｅｅｍａｎｓｏｄｔｕｇｎｅｓＴｐｏｅｓｆｗｅｄｉｃｔｉｇｎｃｒｏａｅｇｕｇｎｇｕｓｅｔｒｉｇｏｏｈｓ．ｈｅｒｃｓｏｌｎｇ，ｕｔｎａｄａｂｎｒｏｉｍａｅｔｅｈｉｈｍａｇｎｅｅｔｅｈｅｔｎｋｈｇｎａｓｓｅｌａｉｇａａｎ，ｈｎｔａｂｉｓｅｓｌｅｉｔｔｄａｏｇｃｙｔｌｂｎ￣，ｈｅｈａｆｅｅｏｅｌｓｓｔｕｈｎｓｎｅｏｒｔｌ．ｎｔｉｇｉｔｅｈｅｃｒｄｅｉａｉｐｒｃｐｉｅｌｎｒｓａｏｕｄａｔｅｔａｆｃｔｄｚｎｏｅｏｇｅｓａｄｂｃｍｅｂｉｔｅＩｈｓｙａｐａｅ，ｈｏｈｈｅｓｕｎｔｅｍａｅｉｌａｄｓｒｃｕｅｆｌｒｅｄｉｇｒｂｋｔｔｃｎｏｃｗｅｄｎｅｈｌｇｓｗｏｋｄｏｏｐｒｔｒｕｇｔｔｄｙｏｈｔｒａｎｔｕｔｒａａｇｇｅｕｃｅ，ｈｅｅｏｍｉｌｉｇｔｃｎｏｏｙｗａｒｅｕｔｆｒｐｒｄｃｉｇｈｉｈｑｕｌｔａｇｅｄｉｇｒｂｋｔｏｕｎｇａｉｌｒｇｅｕｃｅ．ｙ

Mn13的焊接(修补)

高锰钢（Mn13）的焊接（焊补）高锰钢是指含碳量为0.9%～1.3%，含锰量为11.0%～14.0%的铸钢，即ZGMn13。

此材料在1000～1100 ℃之间为单一奥氏体组织，为保持此组织，需高温淬火，即在1100～1050 ℃间的温度内立即水淬至常温。

经过热处理后的高锰钢，如果再加热到250 ℃以上，就会有碳化物析出，其脆性增加，再有此材料的线胀系数大，易出现较大内应力，如果采取常规焊接工艺焊接会出现开裂现象，原因是焊后缓冷到950～250 ℃的温度区间内，会有大量碳化物析出，使母材变脆，再有内应力大，冷却后检查焊缝与母材间已开裂。

解决此问题，就要根据此材料的特殊性质，采取特殊焊接工艺，采取间断焊接、焊后立即水冷至常温的办法，使焊缝避开那段温度区。

它的特点是：抗强烈的挤压，冲击耐磨钢。

其表层迅速发生加工硬化现象，使其在心部仍保持奥氏体良好的韧性和塑性的同时硬化层具有良好的耐磨性能。

用于ZGMn13奥氏体高锰钢的焊条有两种类型：一种是高锰钢型焊条D256（或D266）（EDMn-A-16）和（EDMn-B-16），主要用于堆焊受严重冲击磨料磨损零件，如碎石机颚板等；另一种是Cr-Mn型焊条D276（EDCrMo-B-16）和D277（EDCrMo-B-15），其堆焊金属处于介稳定状态的高锰奥氏体，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。

用于补焊ZGMn13奥氏体高锰钢的焊条用：A102（或A107）.焊前焊条须经250℃左右烘焙1h。

焊补或焊接ZGMn13奥氏体高锰钢时，应该采用热源集中、线能量小的焊接方法，如手弧焊、熔化极气体保护焊等。

焊补或焊接工艺：1）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。

若有这些缺陷，必须用砂轮或电弧气刨铲出。

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。

高锰钢焊接工艺要求

高锰钢焊接工艺要求嘿，朋友们！今天咱来聊聊高锰钢焊接工艺要求，这可真是个有趣又重要的事儿呢！你想想看，高锰钢就像是个特别的“钢铁侠”，它有着自己独特的脾气和特点。

要把它焊接好，那可得有点真本事。

首先说焊接材料吧，那可不能随便乱用啊！就好比你要给钢铁侠配装备，得合适才行呀！得选那些和高锰钢“合得来”的焊接材料，不然怎么能保证焊接质量呢？焊接电流和电压也得把握好分寸呢！这就像炒菜时的火候，大了小了都不行。

电流太大，容易把钢给“烧糊”了；电流太小呢，又焊不结实，那可不行！焊接速度也很关键呀！你不能慢悠悠地焊，那不得把高锰钢急坏啦？但也不能太快，不然质量能好吗？这就像跑步，得有个合适的节奏。

还有啊，焊接的环境也不能马虎！不能在脏兮兮、乱糟糟的地方焊吧？那多影响心情，也影响焊接效果呀！得找个干净、整洁的地方，让高锰钢也能舒舒服服地被焊接。

焊接前的准备工作也很重要哦！就像你要去参加重要活动，不得先打扮打扮呀？得把高锰钢清理干净，把焊接的部位准备好，这样才能开始大展身手呢！焊接的时候还得注意手法，要均匀、要稳定。

这可不是随便比划比划就行的，得用心去感受，去调整。

你说要是不注意这些要求，那会怎么样？那不就像盖房子没打好地基一样，早晚得出问题呀！咱可不能干这种不靠谱的事儿。

焊接完了也别以为就大功告成啦！还得检查检查呢！看看有没有裂缝呀，有没有没焊好的地方呀。

这就像考试完了要检查一遍试卷一样，可不能粗心大意。

总之呢，高锰钢焊接工艺要求可多了去了，但只要咱认真对待，细心操作，就一定能把这个“钢铁侠”焊接得棒棒的！让它在各种工程中发挥出强大的作用。

别小看了这焊接工艺，它可是能决定一个工程质量的关键呢！咱可得把好关，让高锰钢成为我们的得力助手，而不是麻烦制造者，对吧？原创不易，请尊重原创，谢谢!。

锰钢焊接工艺流程

锰钢焊接工艺流程
1.选择合适的焊条和焊丝：对于高锰钢的焊接，常用的焊条包括高锰钢焊条芯、
合金钢焊条芯和低碳钢焊条芯，如D256（Mn13）和D266（Mn13Mo）等。

焊丝主要有高锰钢焊丝和合金钢焊丝，如Mn-Ni、Mn-Cr、Mn-Mo、Mn-Ni-Cr和Cr-Ni、Cr-Ni-Mo等系列。

根据具体的焊接需求和工件材质，选择合适的焊条和焊丝。

2.焊前准备：在焊接前，应彻底清理工件坡口及边缘，去除铁锈、油污等杂质。

同时，需要将焊条烘干，以去除焊条药皮中的水分。

3.焊接操作：在焊接过程中，选择小直径焊条（3.0mm~3.5mm），采用小电
流、高电压、多焊层、多焊道、快速焊接的方式进行。

如采用直流焊接，应将焊条接正极。

在焊接每层后，应通过锤击焊缝来提高其抗热裂纹能力。

4.焊接后处理：焊接完成后，应使焊缝快速降温，以避免长时间处于高温状态导
致碳化物析出。

有条件的可以采用流动水降温。

高锰钢定义分类性能及特点

一、什么是高锰钢？我国与美、日、俄等国的典型高锰钢技术标准比照如何，用吸铁石能鉴别高锰钢吗？标准的高锰钢（Mn13）又叫哈德菲尔德钢，是英国人Hadfield于1882年发明的。

我国关于高锰钢的标准可查国家标准（GB/T5080-1998），与国外主要发达国家的比照如下：用吸铁石鉴别高锰钢是利用高锰钢无磁性的特点，但现实中有很多材料如部分不锈钢、耐热钢也无磁性，中锰钢、超高锰钢均无磁性，所以用此法鉴别是不可靠的。

比较简单的鉴别方法是技术人员或现场经验丰富的老师傅用火化兼备法，当然最根本的办法还是请专业部门化验分析，以免错判。

注：各国高锰钢都不是一个牌号，而是一个系列的统称。

二、高锰钢具有什么样的特性？它的抗磨机理是什么？为何至今仍有巨大的生命力？高锰钢在抵抗磨损的同时，由于其极强的韧性，因而抵抗剧烈冲击负荷，其安全性、可靠性是其他材料无法相比的。

高锰钢在承受剧烈冲击或接触应力下，其表面会迅速硬化，而芯部仍保持极强的韧性，这种外硬内韧既抗磨损又抗冲击的特点是极其有利的。

且表面受冲击越重，表面硬化就越充分，耐磨性就越好。

表面被磨损后，次表面又被硬化，因而这一性能优势便被广泛应用于矿山、冶金、军工、建材、铁路、电力等重要环境。

100多年来至今没有有效的替代材料。

随着现代技术的进展，高锰钢的相关潜力不断被发掘，目前已被应用于如“磁悬浮列车”、“凿岩机器人”、“新型主战坦克”等领域。

随着“原位增强”等一系列新技术的成功应用，高锰钢将表现出更优越的抗冲击抗磨损特性，其材料综合性价比的优势将更为突出，故耐磨材料界美其名曰“不朽的耐磨材料”。

三、高锰钢的特点和局限性是什么，错误的选材将会给生产带来什么样的不利影响？由于高锰钢自身硬度很低（HB170-230），在未硬化时耐磨性是极其有限的，其在剧烈冲击下表面迅速硬化而呈现出优良的抗磨性，但如果高锰钢件表面所承受冲击力不足（如小磨机衬板、小破碎机锤头等），则表面不能充分硬化（充分硬化后表面硬度可达HB550以上，反之则在HB350以下）则耐磨性无从发挥，而呈现出不耐磨的状况。

高锰钢分类及简介[资料]

一、高锰钢分类及简介0001、高锰钢的来源00001882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：00002、耐磨钢0000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(％)：0000C0．90～1．50Mn10.0～15．0 0000Si0．30～1.0 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。

000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：ζb615～1275MPa ζ0.2340～470MPa ζ15％～85％ψ15％～45％ aKl96～294J／cm2 HBl80～225 000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。

0000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。

高锰钢焊丝型号

高锰钢焊丝型号摘要：1.高锰钢焊丝简介2.高锰钢焊丝的型号分类3.高锰钢焊丝的应用领域4.高锰钢焊丝的特点及优势5.高锰钢焊丝的选用与使用注意事项正文：高锰钢焊丝是一种用于焊接高锰钢的专用焊材，具有良好的焊接性能和耐磨性。

它主要用于桥梁、压力容器、重型机械、矿山机械、工程机械等高强度、高耐磨的焊接结构。

根据不同的使用要求，高锰钢焊丝有多种型号可供选择。

1.高锰钢焊丝简介高锰钢焊丝是以锰为主要合金元素的高强度钢焊丝，具有高强度、高韧性、耐磨性好等优点。

根据我国标准，高锰钢焊丝的型号主要有H08MnA、H10Mn2、H10MnZA等。

2.高锰钢焊丝的型号分类（1）H08MnA型高锰钢焊丝：具有较好的塑性和韧性，适用于一般高锰钢结构的焊接。

（2）H10Mn2型高锰钢焊丝：强度较高，适用于要求较高强度的高锰钢结构的焊接。

（3）H10MnZA型高锰钢焊丝：具有较高的锰含量和较好的耐磨性，适用于磨损条件下的高锰钢结构的焊接。

3.高锰钢焊丝的应用领域高锰钢焊丝广泛应用于桥梁、压力容器、重型机械、矿山机械、工程机械等高强度、高耐磨的焊接结构。

4.高锰钢焊丝的特点及优势（1）高强度：高锰钢焊丝具有较高的强度，可提高焊接结构的承载能力。

（2）高韧性：具有良好的韧性和抗冲击性能，使焊接结构更加安全可靠。

（3）耐磨性好：高锰钢焊丝具有较好的耐磨性，可延长焊接结构的使用寿命。

（4）焊接性能好：高锰钢焊丝焊接性能优良，可满足各种焊接方法的要求。

5.高锰钢焊丝的选用与使用注意事项（1）根据焊接结构的要求，选择合适强度、韧性、耐磨性等性能的高锰钢焊丝。

（2）焊接前，应清除焊接接头上的油污、铁锈等杂物，确保焊接质量。

（3）采用合适的焊接方法，保证焊接接头的强度和性能。

（4）焊接过程中，注意控制焊接电流、电压、焊接速度等参数，避免焊接缺陷的产生。

综上所述，高锰钢焊丝具有优良的性能和广泛的应用领域。

Mn13钢板焊接要求

Mn13钢板焊接要求
Mn13钢板的焊接可采用最普通的手工电弧焊的方法。

焊条选用D256（堆256）或D266（堆266）焊条；焊接前应打磨焊缝，要彻底清理工件坡口及边缘，去除铁锈、油污、同时将焊条烘干；焊接时，选择小直径焊条（3.0mm~3.5mm），小电流、高电压、多焊层、多焊道、快速焊接；如采用直流焊接，焊条接正极；焊接每层后要锤击焊缝，以提高其抗热裂纹能力。

焊接后，应使焊缝快速降温，以免影响使用，有条件的可采用流动水降温。

Mn13高锰钢厚度：4--25mm
上海频开实业有限公司位于国内现有规模较大的钢材市场——乐从钢铁世界，主营产品有耐磨钢、高强度钢板、工程机械用钢、汽车大梁钢、冷轧高强车厢板、耐候钢、耐酸钢和中高碳钢等特殊钢，公司在上海、武汉、娄底、佛山均有库存，常备万吨库存，品种规格全，是集原材料供应、加工、配送于一体的现代化企业。

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。

高锰钢与铸铁的焊接技术研究

16
机车车辆工艺第1期2020年Fra bibliotek月图2铸铁与髙猛钢悍接第2次试验角悼缝外观缺陷
免凝固裂纹和弧坑裂纹的产生。焊接工艺参数如表
3所示。
表3 铸铁与高镒钢焊接第3次试验规范参数
焊方道法
填充金属，
尺寸/mm
焊接电电弧电
流〃A 压U/N
电流
焊接速度
极性 V/ ( mm/min)
1 135 NiFel ,</)1.2 230
冷热工艺
文章编号：1007-6034(2020)01-0015-02
DOI：10.14032/j. issn. 1007-6034.2020.01.006
高鎰钢与铸铁的焊接技术研老
钟奎，彭蝶，沈芸，吴建华
(中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，江苏常州213011)
摘要：根据高猛钢和铸铁焊接工艺特点.选择适合于两种材料组合焊接的焊接工艺，并确定焊接电沆、焊接电压、焊接速度等关键参数，并对焊接试板进行渗透探伤和金相检验，确定了可行的焊
接工艺，并应用于产品生产。
关键词：高猛钢；铸铁；气保焊焊接工艺
中图分类号:TG444\72
文献标识码：B
国外某轨道交通用轴箱产品，主体采用铸铁材料，轴箱与空气弹簧和其他部件应力接触和摩擦部位采用高猛钢材料，利用其受到冲击载荷时，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，增加抗磨性能的特点，抵消列车运行过程中部分零件对轴箱的摩擦磨损，增加轴箱的使用寿命。
1所示。
图1铸铁与高猛钢焊接第1次试验角焊缝外观缺陷
分析焊缝中裂纹产生的原因发现，由于高猛钢
的线膨胀系数较大，是普通碳钢的1.6倍，但其热传导率只有普通碳钢的1/6,因此焊接过程中，热输人较大时，靠近焊缝周边的区域瞬间温度攀升很快，热量又无法快速传导出去，使焊缝部位存在很大的内

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高锰钢Mn13 焊接工艺高锰钢是指含碳量为0.9% ～1.3% ，含锰量为11.0% ～14.0% 的铸钢，即ZGMn13 。

此材料在1000 ～1100 ℃之间为单一奥氏体组织，为保持此组织，需高温淬火，即在1100 ～1050 ℃间的温度内立即水淬至常温。

经过热处理后的高锰钢，如果再加热到250 ℃以上，就会有碳化物析出，其脆性增加，再有此材料的线胀系数大，易出现较大内应力，如果采取常规焊接工艺焊接会出现开裂现象，原因是焊后缓冷到950 ～250 ℃的温度区间内，会有大量碳化物析出，使母材变脆，再有内应力大，冷却后检查焊缝与母材间已开裂。

解决此问题，就要根据此材料的特殊性质，采取特殊焊接工艺，采取间断焊接、焊后立即水冷至常温的办法，使焊缝避开那段温度区。

结果是成功的.ZGMn13 高锰钢的焊接较差，焊接时的主要问题是：⑴热影响区碳化物的析出高锰钢经1050 ℃水韧处理后，碳全部固溶于奥氏体中，室温下呈单相奥氏体组织，具有良好的韧性，但当重新加热超过250 ℃时，碳就会沿晶界析出碳化物，使材料的韧性大大下降，因此焊补后，在热影响区的一个区段内会不同程度地析出碳化物，不仅失去韧性变脆，而且还会降低耐磨性和冲击韧度。

解决的措施是加快施焊时焊件的冷却速度，缩短在高温下停留的时间，以减少碳化物的析出。

⑵热裂纹倾向严重ZGMn13 高锰钢的线膨胀系数是低碳钢的 1.6 倍，但热导率仅是低碳钢的1/6 ，所以焊接时会产生很大的应力，在S、P 有害杂质的作用下，产生焊缝热裂纹和热影响区的液化裂纹。

解决的措施是严格控制母材中的S、P 含量，特别是焊接材料中的S、P 含量；其次是采用锤击焊缝等工艺措施，减少焊接应力。

如何正确地选用ZGMn13 奥氏体高锰钢焊接时的焊接材料？⑴焊条用于ZGMn13 奥氏体高锰钢焊接的焊条为低碳钢焊芯，并在药皮中加入适量合金元素，使熔敷金属得到高锰钢的化学成分和力学性能。

用于焊接ZGMn13 奥氏体高锰钢的焊条有两种类型：一种是高锰钢型焊条D256（EDMn-A-16 ）和（EDMn-B-16 ），主要用于堆焊受严重冲击磨料磨损零件，如碎石机颚板等；另一种是Cr-Mn 型焊条D276 （EDCrMo-B-16 ）和D277 （EDCrMo-B-15 ），其堆焊金属处于介稳定状态的高锰奥氏体，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。

⑵焊丝焊接ZGMn13 奥氏体高锰钢用焊丝有Mn-Ni 、Mn-Cr 、Mn-Mo 、Mo-Ni-Cr 系高锰钢焊丝和Cr-Ni 、Cr-Ni-Mn 系合金钢焊丝，其化学成分，见表31。

Cr-Ni 系焊丝不仅具有较高的耐腐蚀性能，能冲击载荷下能声速被加工硬化，而且还在焊接高锰钢与碳钢或低合金钢的异种钢时容许有较高的稀释，可用来作为高锰钢与碳钢焊接时的填充材料。

ZGMn13 奥氏体高锰钢的焊接工艺。

焊补或焊接ZGMn13 奥氏体高锰钢时，应该采用热源集中、线能量小的焊接方法，如手弧焊、熔化极气体保护焊等，不推荐使用气焊和钨极氩弧焊。

焊补或焊接工艺：1）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。

若有这些缺陷，必须用砂轮或电弧气刨铲出。

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。

2）焊前不应预热，多层焊时层间温度不应超过300 ℃，以防止过热使热影响区脆化。

3）焊接时要尽可能地采用小线能量，尽量减少基本金属受热，采取措施为尽可能地加快接头的冷却。

为此，用短弧、直流反极性、跳焊、短段焊、间隙焊、脉冲焊等工艺措施，采用这些措施能在一定程度上减少碳化物的析出。

4）为防止产生热裂纹，可采用Cr-Mn 或Cr-Ni 奥氏体钢焊条打底。

如果在低碳钢或低合金钢上堆焊ZGMn13 奥氏体高锰钢时，可以先焊一层Cr-Ni 或Cr-Mn 奥氏体钢作隔离焊道，以防产生裂纹。

5）焊后为消除焊接应力，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。

Mn13 、X120Mn12 钢板常用规格6-30 厚度，特殊规格最薄可达 1.0mm,最厚100.0mm 。

圆钢少量现货。

可顶扎方钢等高锰钢型钢。

1、铁路道岔的补焊铁路道岔采用w(C)=1%~1.3%,w(Mn) ≥12%, w(Si) ≥1.0%, w(P) ≤0.07% 的铸造高锰钢。

美国Lincoln Electric 公司对早期失效的道岔进行补焊修复工艺研究，先用碳弧气刨方法清除裂纹及加工硬化层，后用奥氏体不锈钢AWSE308L 或W309Mo-16 焊条打底，封闭可能残存的裂纹。

否则残存裂纹在焊接结束前会扩展。

从裂纹沿晶界扩展的性质表明这类裂纹属于热裂纹。

用Ni-Cr 奥氏体焊条打底后，即使有裂纹扩展也将受到该焊层的阻挡，然后采用高锰奥氏体焊条进行小热输入、不摆动的快速焊接。

尽量采用多层焊接。

最好用半自动焊等高效焊接方法。

不预热，控制层间温度小于300 ℃或在所有焊接时间每距焊缝150mm 左右处用手触焊件而不被烫伤。

采用短弧焊，直流反接或采用间歇焊。

45 试述奥氏体高锰钢的特点及其焊接性。

奥氏体高锰钢是指碳的质量分数为0.9% ～1.3% 、、锰的为11% ～14% 的铸钢。

这种钢在1000 ～1100 ℃范围内加热时，可以得到单一的奥氏体组织，然后迅速在水中冷却淬火（水韧处理）能保持单相奥氏体状态。

奥氏体高锰钢具有很高的韧性，是一种非常强韧的非磁性合金，在冲击载荷作用下，表面层将发生加工硬化而具有高耐磨性，但切削加工困难，仅限于作铸件使用，广泛用于制造要求高耐磨性并承受冲击载荷的零件，牌号为ZGMn13 ，其化学成分，见表30。

表30 ZGMn13 钢的化学成分（质量分数）（% ）牌号CMnSiSPZGMn13-11.10 ～1.5011.00 ～14.000.30 ～1.00≤0.050≤0.090ZGMn13-21.10 ～1.40ZGMn13-30.90 ～1.300.30 ～0.80≤0.080ZGMn13-40.90 ～1.20≤0.070ZGMn13 高锰钢的焊接较差，焊接时的主要问题是：⑴热影响区碳化物的析出高锰钢经1050 ℃水韧处理后，碳全部固溶于奥氏体中，室温下呈单相奥氏体组织，具有良好的韧性，但当重新加热超过250 ℃时，碳就会沿晶界析出碳化物，使材料的韧性大大下降，因此焊补后，在热影响区的一个区段内会不同程度地析出碳化物，不仅失去韧性变脆，而且还会降低耐磨性和冲击韧度。

解决的措施是加快施焊时焊件的冷却速度，缩短在高温下停留的时间，以减少碳化物的析出。

解决的措施是严格控制母材中的S、P 含量，特别是焊接材料中的S、P 含量；其次是采用锤击焊缝等工艺措施，减少焊接应力。

46 如何正确地选用ZGMn13 奥氏体高锰钢焊接时的焊接材料？⑴焊条用于ZGMn13 奥氏体高锰钢焊接的焊条为低碳钢焊芯，并在药皮中加入适量合金元素，使熔敷金属得到高锰钢的化学成分和力学性能。

用于焊接ZGMn13 奥氏体高锰钢的焊条有两种类型：一种是高锰钢型焊条D256 （EDMn-A-16 ）和（EDMn-B-16 ），主要用于堆焊受严重冲击磨料磨损零件，如碎石机颚板等；另一种是Cr-Mn 型焊条D276 （EDCrMo-B-16 ）和D277 （EDCrMo-B-15 ），其堆焊金属处于介稳定状态的高锰奥氏体，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。

⑵焊丝焊接ZGMn13 奥氏体高锰钢用焊丝有Mn-Ni 、Mn-Cr 、Mn-Mo 、Mo-Ni-Cr 系高锰钢焊丝和Cr-Ni 、Cr-Ni-Mn 系合金钢焊丝，其化学成分，见表31 。

表31 ZGMn13 高锰钢用焊丝的化学成分（质量分数）（%）类型CMnNiCrMoSiPSMn-NiMn-CrMn-MoCr-Ni0.7 ～0.9 0.7 ～0.9 0.7 ～0.9 0.06 13 ～16 16 ～23 13 ～16 0.74 3.5 ～5.0 2.12～9.87—12.26—20.89——0.6 ～1.4—0.4 ～1.0 0.240.4 ～1.00.0170.07—0.07——0.013—0.0147 试述ZGMn13 奥氏体高锰钢的焊接工艺。

焊补或焊接ZGMn13 奥氏体高锰钢时，应该采用热源集中、线能量小的焊接方法，如手弧焊、熔化极气体保护焊等，不推荐使用气焊和钨极氩弧焊。

焊补或焊接工艺：1））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。

若有这些缺陷，必须用砂轮或电弧气刨铲出。

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。

2））焊前不应预热，多层焊时层间温度不应超过300 ℃，以防止过热使热影响区脆化。

3））焊接时要尽可能地采用小线能量，尽量减少基本金属受热，采取措施为尽可能地加快接头的冷却。

为此，用短弧、直流反极性、跳焊、短段焊、间隙焊、脉冲焊等工艺措施，采用这些措施能在一定程度上减少碳化物的析出。

4））为防止产生热裂纹，可采用Cr-Mn 或Cr-Ni 奥氏体钢焊条打底。

如果在低碳钢或低合金钢上堆焊ZGMn13 奥氏体高锰钢时，可以先焊一层Cr- Ni 或CR-Mn 奥氏体钢作隔离焊道，以防产生裂纹。

5））焊后为消除焊接应力，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。

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