高锰钢的加工硬化
高锰钢形变过程中加工硬化机理的研究
湖
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大
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报 （自 然 科 学 版 ）
Ｖｏ１ ．４ ３， Ｎｏ ．１ ２
Ｄｅ ｃ ．２ ０ １ ６
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈｕ ｎ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ）
高锰钢属于fcc结构晶体中的滑移系较多在变形初期晶粒内部的滑移系大量启动位错则通过滑移累积重排湮灭等方式在基体中形成大量平直的位错墙和位错胞2随着变形的增大位错不断增殖位错单个或多个连续分布或塞积于晶界处大量塞积的位错群引起应力集中当局部的切应力达到孪晶生成的临界切应力时高锰钢开始以孪生的形式进行塑性变形
ｔ ｈｅ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕｒ ｅ ｅ ｖ ｏ ｌ ｕｔ ｉ ｏｎ ａ ｎ ｄ ｗｏ ｒ ｋ ｈａ ｒ ｄ ｅ ｎ ｉ ｎｇ ｍｅ ｃ ｈａ ｎ ｉ ｓ ｍ ｏ ｆ ＺＧＭ ｎｌ ３ Ｃｒ ２ Ｈａ ｄ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｗｅ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｂｙ ｏ ｐｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏｐ ｅ，ｖ ｉ ｃ ｋｅ ｒ ｓ ｍｉ ｃ ｒ ｏ — ｈａ ｒ ｄ ｎｅ ｓ ｓ ｍａ ｃ ｈｉ ｎ ｅ， ｔ ｒ ａ ｎｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐｙ ａ ｎｄ Ｘ－ ｒ ａ ｙ ｄ ｉ ｆ — ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ．Ｔｈｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ ｓ ｓ ｈｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ａ ｌ ａ ｒ ｇｅ ｎ ｕｍｂｅ ｒ ｏｆ ｄｅ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂａ ｎｄ ｓ ａ ｐ ｐｅ ａ ｒ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｇ ｒ ａ ｉ ｎ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ｍ— ｐｒ ｅ ｓ ｓ ｅ ｄ ｈｉ ｇ ｈ ｍａ ｎｇ ａ ｎｅ ｓ ｅ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｓ ．Ｔｈｅ ｄ ｅ ｆ ｏｒ ｍａ ｔ ｉ ｏｎ ｂａ ｎｄｓ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｓ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ，ｔ ａ ｎ ｇｌ ｅ ｄ ａ ｎｄ ｉ ｓ ｏｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｈ ｏ ｔ ｈｅ ｒ
加工硬化对高锰钢磨料磨损性能的影响
摘 要 ： 用 喷 丸技 术 ， 高锰 钢 表 面 制 备 出 具 有 纳 米 晶 结 构 特 征 的 表 层 ， ０ｍｉ 利 在 ６ ｎ喷 丸 样 品 表 面 的 晶 粒 尺 寸 约 为 ３ ８ ｎ ～ ｍ。 ２ｍｉ喷 丸 样 品表 面 的 晶 粒 尺 寸 为 ３ ￣４ ｍ。 随 着 喷 丸 处 理 时 间 的 增 加 ， 面 硬 度 增 加 ， 品 起 始 硬 度 为 ２ ６Ｈｖ，１ ０ｍｉ ｎ ０ ０ｎ 表 样 ５ ２ ｎ 喷 丸 处 理 后 ， 面硬 度 增 加 到 ７ ４ＨＶ。二 体 磨 料 磨 损 试 验 结 果表 明 ， 玻 璃 砂 纸 磨 损 ， ２ｒｉ 表 ７ 在 经 ｎ喷 丸 的 材 料 耐 磨 性 相 对 于 喷 ａ 丸 前 提 高 了 ７ 。喷 丸 前 、 样 品 主 要 为 微 观 切 削 ， 过 长 的 喷 丸 时 间 ， Ｏ 后 但 导致 表 面 产 生 微 裂 纹 ， 耐 磨 性 下 降 ； 刚 玉 砂 纸 磨 使 而
ａｂ ａ ｉｅ ｗ ｅ ｒ ｈ ａｒｒ ｉｔ ｃ ａ ｅ ｉ ｐ ｏ ｅ ｆｅｒｓ ｏ ｅ ｉｇ ｗ ｈ ｎ ｇｌｓ ａｐ ｒｉ ｓ ｄ ａ ｒ ｓｖ ａ ，ｔ ｅ ｗｅ ｅｓｓａｎ ｅ ｃ ｎ ｂ ｍ ｒ ｖ ｄ ａ ｔ ｈ ｔｐ ｅｎ ｎ ｅ ａ ｓ ｐ ｅ ｓｕ ｅ ｓ
Ｅ ｆ ｃ ｆＷ ｏ ｋ Ｈａ ｄ ｎ ｎ ｎ Ｗ ｅ ｈ ｖｉ ｒｏ ｄ ｉ ｌ ｔ ｅｌ ｆｅ ｔｏ ｒ ｒ ｅ ｉｇ ｏ ａｒＢｅ ａ ｏ ｆ Ｈａ ｆｅ ｄ Ｓ ｅ
高锰钢爆炸硬化技术研究
高锰钢爆炸硬化技术研究
道岔是铁路轨道结构的关键部件,是使列车从一股轨道转到另一股轨道所必须的线路设备。
随着列车运行速度的日益提高,道岔主要部件磨损严重,针对这一现状,急需寻求一种新的生产和加工工艺,用于提高道岔材料的耐磨性能。
多年来人们一直设想如果能在高锰钢铸件使用之前在钢的表面形成一个具有一定硬度和深度的硬化层,则高锰钢铸件的耐磨性必然可以提高。
高锰钢变形后硬度很高而且要求硬化层比较厚,用一般的生产加工硬化的方法是无法形成的。
而爆炸硬化却能在极短的时间之内以巨大的能量和压力作用到钢的表面上,使其硬化,达到使用要求。
本文通过对高锰钢材料进行爆炸硬化处理,然后对其组织和性能进行分析,提出了高锰钢材料爆炸硬化的微观机制。
对同种炸药相同药量分两次爆炸和一次爆炸的效果进行比较,发现采用二次爆炸比一次爆炸无论表面强度还是硬化深度都有明显改进。
同时对硬化前、后高锰钢的撞击磨损性能进行了测试。
实验表明:在低硬度磨料(玻璃砂)撞击磨损时,爆炸硬化使高锰钢的撞击耐磨性提高20%～38%。
在高硬度磨料(鹅卵石)撞击磨损时,在撞击功小于1.7J的条件下,爆炸硬化使高锰钢的撞击耐磨性提高43～56%。
在撞击功大于1.7J的条件下,爆炸硬化则使高锰钢的撞击耐磨性降低。
爆炸硬化使高锰钢表层硬化和撞击韧性降低是撞击耐磨性发生变化的主要原因。
爆炸硬化高锰钢适用于低硬度磨料的撞击磨损及高硬度磨料的低撞击功撞击磨损的工况条件。
ZGMn13高锰钢的切削加工特点
高锰钢的种类锰含量在11%～18%的钢称高锰钢。
高锰钢分为高碳高锰耐磨钢、中碳高锰无磁钢、低碳高锰不锈钢及高锰耐热钢。
ＺＧＭｎ13是一种高锰钢,因其在承受外来的强大压力或冲击产生变形硬化后,显示出极高的耐磨性能而广泛应用于工程机械和矿山机械中。
同时,它也是一种典型的难加工材料,其切削加工性能在高锰钢中很具有代表性。
1 2高锰钢的性能( 1)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。
( 2 )高锰钢具有很高的耐磨性。
2ＺＧＭｎ13高锰钢的切削加工特点( 1)加工硬化严重。
( 2 )切削温度高。
( 3)切削力大。
( 4 )断屑困难。
( 5 )尺寸精度不易控制。
3切削高锰钢的合理方法3 1通过热处理改善高锰钢的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60 0～65 0℃,保温2ｈ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。
3 2合理选择刀具材料( 1)采用硬质合金刀片常用牌号有:ＹＧ8、ＹＧ6Ａ、ＹＧ6Ｘ、ＹＧ8Ｎ、ＹＷ1、ＹＷ2Ａ、ＹＷ3、ＹＣ4 5、767、798、813等。
虽然ＹＧ类硬质合金较为常用,但其不适于高速切削。
因为高速切削钢料时,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。
ＹＧ类硬质合金中添加适量的ＴａＣ或ＮｂＣ(一般为0 5 %～3% ) ,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用于高锰钢的切削加工。
( 2 )采用金属陶瓷刀片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。
X120Mn12高锰钢加工性能特点
高锰耐磨钢X120Mn12加工性能特点
X120Mn13高锰钢加工特点:
（1）切割：
X120Mn12钢板可以采用等离子或激光切割。
（2）成型：
成型可以毫无困难地进行，因为供应条件下的板材具有延展性。
为避免开裂，已通过剪切加工硬化的边缘应沿要形成的边缘进行2至3毫米的倒角研磨。
如果可能，成型应在一次操作中进行，以避免加工硬化。
（3）钻孔：
由于锰含量为11% 至14%，高锰钢难以钻孔，并且很快加工硬化。
重型、非常坚固的机械需要使用8%钴高速钢的穿甲钻，或者最好使用带有可更换硬质合金刀片的特殊钻头。
避免中心冲孔或让钻头在没有钻进的情况下在表面上摩擦，这会产生加工硬化的效果。
（4）焊接：
焊接应使用E308Mo型奥氏体不锈钢耗材进行。
作为热膨胀系数高、导热系数低的高锰钢，焊接应在低热值下进行。
材料在300°C至800°C的温度范围内长时间放置会因碳化物析出而导致脆化。
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，是涟钢耐磨钢战略客户，供应高锰耐磨钢X120Mn12，可供规格4-25mm，代订期货；其他产品有高强度钢板、工程机械用钢、汽车大梁钢、冷轧高强车厢板、耐候钢、耐酸钢、中高碳钢，常备万吨库存，多种规格可选，集原材料供应、加工、物流配送于一体的现代化企业。
高锰钢加工硬化机理研究(1)
时效两种形式交替进行的，而应变时效是 碳原子在位错周围扩散的结果，因此保证
# 原子在位错应力场中的微扩散是必要。 +26
综合作用硬化假说 综合作用硬化假说认为是由于几种机 理综合作用引起形变高锰钢的加工硬化， 而 不 是 由 单 独 一 种 机 理 引 起 的 。 文 献 ’7, 研 究了高锰钢爆破处理后出现硬化现象， 是 由于冷作硬化、 晶粒细化、 位错、 堆垛层错 和孪晶的综合作用引起高锰钢加工硬化。 文 献 ’8, 通 过 9$ 射 线 衍 射 、 透射电镜等多种 方法研究后认为高锰钢加工硬化机理包 含： （ 高位错密度区强化； （ 动态应变时 )） +） 效强化； （ 形变孪晶界强化。认为这几种 4） 机制都起作用，但是不同条件下有一种或 几 种 起 主 要 作 用 。 文 献 ’)3, 研 究 了 不 同 锰 、 碳含量的高锰钢加工硬化机理后，提出高 锰钢加工硬化是由于高锰钢形变时有大量 形变孪晶的出现， 孪晶间距减小， 孪晶带变 薄，并有一定数量的交叉孪晶综合作用的 结果。 还有很多根据不同的实验提出别的几 种不同的机理同时对高锰钢加工硬化起作 用的观点，这些观点有一个共同点那就是 认为是几种机制同时起作用引起了高锰钢 的加工硬化现象。
段， 即： （ 易滑移阶段， 滑移只在一个滑移系 $） 内发生，在平行的滑移系面上移动的位错 很少受到其他的位错干扰，故可移动相当 长的距离并可能到达晶体表面，这样位错 源就能增殖出新位错。 （ 第二阶段随着变形量加大， 滑移在 !） 多个晶面族和滑移系内发生，此时硬化机 制有三种： （ 位错交割产生割阶>固定位 0） 错使位错运动困难； （ 位错交割和再交割 -） 成位错缠结或三维网络，位错在某一滑移 面运动时会以不同的角度穿过此滑移面并 与其他的位错形成林位错，此时由于位错 间的弹性相互作用使位错运动受阻； （ 位 ?） 错相互作用形成胞状结构或亚晶粒互相锁 住， 同时胞壁成为位错运动的障碍。 继续变 形所需增加的应力与位错的平均自由程 # 有关， 即与 # 呈反比关系：
Mn13高锰钢具有哪些优异性能？
Mn13高锰钢具有哪些优异性能？
涟钢Mn13是一种高锰耐磨钢，具有其它耐磨材料无法比拟的加工硬化特性，水韧处理后组织为单一奥氏体，塑韧性良好，当钢板表面受到冲击及较大压力时，表层奥氏体会迅速形成马氏体二产生加工硬化，表面硬度由HB200迅速提升到HB500以上，使表面获得极高的耐磨性，而钢板内层奥氏体仍保持良好的冲击韧性。
Mn13化学成分
Mn13机械性能
MN13用途
Mn13适于制作长时间经受冲击物料磨损的耐磨构件，广泛应用于冶金、矿山、建材、铁路、电力、煤炭等机械设备中。
如：抛丸设备、大型颚式破碎机等
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，Mn13高锰钢4-25mm厚度可选，可代订期货~上海频开实业有限公司位于国内现有规模较大的钢材专业市场——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、中高碳钢。
公司在上海、武汉、娄底、佛山均有现货，常备万吨库存，品种规格全，可按要求加工开平，可定期货。
是集原材料供应、加工、配送于一体的现代化企业。
高锰钢加工用刀具介绍，车刀及铣刀
高锰钢加工用刀具介绍，车刀及铣刀
高锰钢加工用刀具，主要是指加工高锰钢的车刀，加工高锰钢铣刀等。
1、高锰钢的加工性能
在未被加工前，高锰钢的硬度并不高，但具有较高的塑性与韧性。
加工高锰钢时，会产生很大的塑性变形和严重的表层硬化现象。
因此，高锰钢加工时其耐磨性很大。
与其它高硬度，难铣削材料一样，高锰钢有如下切削特点。
（1）加工硬化严重：
高锰钢在铣削过程中期塑性变形较大产生严重的加工硬化现象，其硬化层深度达0.1~0.3mm，其硬化程度和深度比45号钢大几倍，容易让刀具磨损。
（2）切削力大
（3）切削温度高
（4）断屑困难
高锰钢韧性大，伸长率大，变形系数大，所以切削不易折断。
2、加工高锰钢刀具材料与切削参数
加工高锰钢一般应采用硬质合金，细微粒硬质合金与超细微粒硬质合金，如YS2、YS8、YG813、YG643、YW1等。
其次也可以用陶瓷刀具，PCBN、含钴高速钢等材质刀具。
切削高锰钢是，若采用硬质合金刀具，其线速度为20~40m/min；陶瓷刀具该采用40~60m/min。
为了让切削刃在硬化层外切削，进给应尽量大于硬化层深度。
一般略具规模的数控刀具品牌，如大艾励文DaElement品牌，就
拥有高硬度铣刀系列可以用来加工高锰钢，如大艾励文6PP系列，就可以作为加工高锰钢铣刀，其加工效果也很理想。
加工高锰钢时，不同长材质的刀具材料要采取不同的切削参数。
如同样是加工高锰钢，硬质合金材质的高锰钢铣刀速度就可以被高速钢材质的大。
其次，刀具不要在切削表面停留，避免加工硬化加剧。
高锰钢强化研究综述
高锰钢强化研究综述高锰钢作为一种抗冲击耐磨材料广泛应用于冶金矿山、煤炭、电力等行业。
高锰钢是一种延性耐磨材料，冲击韧性很高，室温下高达a ku276.6。
“屈强比”较低，R el334～409MPa，Rm607～980MPa,有很强的应变硬化能力。
但在未充分硬化前，其耐磨性能并不高。
影响其磨损能力的因素主要是应变硬化能力和机械强度。
简单的说硬化性能好和机械强度两个因素保证表层硬度高而内层金属韧性，塑形好，类似调质钢，具有良好的综合力学性能。
应变硬化又叫加工硬化或形变强化，是材料重要的力学行为之一。
金属对塑形变形的抗力是随变形量的增加而增加的。
流变应力随应变的增加而增加的现象就是应变硬化。
塑形变形会使金属的强度性能（屈服极限、硬度、强度极限、弹性模量）等提高，而塑形性能降低。
加工硬化性能好有利于耐磨性的提高，体现在如下三个方面：硬化层表面硬度高，硬度提高快；有利于提高硬化层厚度；有利于提高屈服强度（Rel）和抗拉强度(Rm)。
硬化层表面的硬度提高和Rm、Rel 等力学性能的提高将直接促进耐磨性的提高。
应变硬化指数n是指因塑性变形引起的硬度和强度增加的度量。
n值的物理含义是材料均匀变形的能力。
n值大材料不易进入分散失稳，材料应变强化的能力强（即把变形从大应力处向小应力处转移的能力），n值隐含的物理意义是整个变形区域上应变分布的均匀性。
高锰钢加工硬化理论有孪晶硬化，位错硬化，Fe-Mn-C原子团硬化，马氏体硬化等。
将在后文结合强化理论阐述。
提高机械强度冲击韧性提高，抗冲击性能提高，在强烈冲击载荷下不会断裂。
另外疲劳强度（σ-1）提高，抗疲劳剥落能力提高，这促进高锰钢产品的寿命。
各种提高锰钢耐磨性研究工作开展的基础就是在提高某一性能的同时，最好亦能提高另一性能，但至少不损害或降低另一性能。
但是有学者根据使用工况不同，做了不同方向的研究。
如非强烈冲击载荷工况下的中锰钢，降低锰、碳含量，使奥氏体稳定性降低，而使加工硬化性能提高，但机械强度的不可避免降低。
高锰钢加工
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。
(2)后角:为了减小后面的摩擦与磨损,减轻加工表面的加工硬化,后角α0=6 °-13 °,粗车时取小值,精车时取大值。
(3)切削用量
1.吃刀量,加工高锰钢时,吃刀量宜取中等数值,既避免切削力过大,又避免加速刀具磨损。一般我们选用:粗车ap=5-6mm,精车ap=0.5-1mm。2.进给量。由于加工高锰钢时硬化层深度较大,因而进给量宜选较大值。一般取f=0.2-0.3mm/r。3.切削速度,用硬质合金刀具加工高锰钢时,切削力大,切削温度高,刀具磨损快,所以切削速度不宜太快。一般取Vc=20-30m/min,其中较低的速度用于粗车,较高的速度用于半精车或精车。
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。
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。
高锰钢的性能特点及强化原理
《材料冶金学》专题之一高锰钢的性能特点及强化原理1概述自Hadfield 1882年发明高锰钢以来，至今已有100多年的历史。
高锰钢一般是指含碳量为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。
经过处理后的材料具备很好的韧性,受冲击载荷时发生表面硬化,其具有很高的耐磨性,故称之为耐磨钢。
因此高锰钢被广泛应用于机械制造、冶金、矿山、建材、电力和铁路等部门所使用的金属耐磨体，如挖掘机斗齿、球磨机衬板、破碎壁、轧臼壁、拖拉机履带板、风扇磨冲击板、破碎机颚板、铁道路岔等。
但由于此材料加工硬化快,不易切削加工,一般只限于铸造。
2高锰钢的性能特点2.1高锰钢的机械性能高锰钢的铸态组织是由奥氏体、碳化物、珠光体和通常存在的少量磷共晶等所组成。
碳化物数量多时会在晶界上以网状出现，钢的性能很脆。
这种低塑性、低韧性的钢在铸态下是无法使用的。
但通过固溶处理（即水韧处理）后，在强冲击工况下它变成一种高强度、高塑性、韧性好、特别耐磨的材料。
其性能对比如表1：σb (Mpa)σ0.2(Mpa)δ(%)αKJ/cm2HB铸态性能343.23―392.27 294.20―490.330.5―59.80―29.42200―300水韧处理性能617.82―1274.86343.23―470.7215―85196.13―294.20180―225表1：高锰钢在铸态下和水韧处理后性能对比以上是高锰钢在常温下的各种机械性能，但具有奥氏体组织的高锰钢在加热时会发生组织转变，性能会发生很大的变化。
当温度超过125℃时，在奥氏体中开始有碳化物析出。
随着温度的提高析出量增加，钢的性能变脆，塑、韧性下降。
图1是高锰钢经1050℃水韧处理后加热温度和延伸率的关系；图2是化学成分为 C1.12%, Mn13.56%, Si0.63%, S0.012%,P0.092%, Ti0.06%的高锰钢，经水韧处理后加热到不同温度，保温5小时水冷后测得的冲击韧性。
高锰钢需要多大的冲击功才能达到最好的硬化
高锰钢需要多大的冲击功才能达到最好的硬化这类钢含锰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 σs340～470MPa 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。
中国常用的高锰钢的牌号及其适用范围是：ZGMn13—1(C 1.10%～1.50%)用于低冲击件，ZGMn13—2(C1.00%～1.40%)用于普通件，ZGMn13—3(C0.90%～1.30%)用于复杂件，ZGMn13-4(C0.90%~1.20%)用于高冲击件。
切削高锰钢的经验总结
切削高锰钢的经验总结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。
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。
下文介绍一下切削高锰钢的经验总结。
1、高锰钢的类别与性能锰含量约为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％。
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。
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。
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。
2、高锰钢的切削加工性能(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——0.3mm，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Vc50m/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。
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浅谈高锰钢的加工硬化
加工硬化是高锰钢的重要特征。
铸态高锰钢经水韧处理后形成单一的奥氏体组织，该组织硬度仅为170~230HB。
但是经过形变后奥氏体高锰钢的形变层内表现出的加工硬化现象，变形层的硬度可以达到500~800HB。
铸件的硬化层与冲击载荷的大小和形态、组织状态、化学成分、塑性性能、强度性能、形变速度等因素有关。
硬化层具有很高的硬度和良好的韧性，这种性能使硬化层具有高的抗冲击疲劳性能和高的抗磨料削损和形变磨损。
在表层硬化层被磨耗的同时外部冲击载荷又使硬化层连续不断地向钢的内部发展。
当高锰钢组分和外部载荷条件确定后，钢表面硬化层的硬度变化规律就确定，且这个规律不受表层磨损的影响而一直延续下去。
高锰钢在外载荷作用下产生的这种形变强化，通常称之为加工硬化。
该加工硬化最大的特点是在强冲击磨料磨损条件下，钢的表面通过形变强化具有很高的耐磨性。
实践中，越靠近表层，硬度分布急剧升高；越靠近基体内部，硬度分布趋于平缓。
硬化层下面仍是软韧的奥氏体组织。
这种硬度分布反映了钢表层的塑性变形程度，钢表层塑性变形量的分布与硬度分布有近似的规律，形变程度越高，硬度越高。
钢的表面这种塑性形变能够较好地吸收外部冲击载荷产生的冲击功。
从高锰钢加工硬化后的显微组织看，硬化层最外层的显微组织发生了很大变化，晶粒成为扁平状，滑移线数量很多，且不同的晶粒滑移线有不同的方向，从表层向内部发展，随变形程度的降低，晶粒变形程度减小，滑移线也减小。