高锰钢常用元素的选择

高锰钢常用元素的选择

元素的含量，应根据具体的工况条件、工件结构、铸造工艺等要求来选择。

1碳含量

▲厚壁铸件由于冷速满，应选较低的含碳量，薄壁铸件相反，选较高的含碳量。

▲砂型铸造比金属型铸造冷却慢，含碳量低些。

▲复杂工件内热应力、组织应力、机械应力复杂，易产生应力集中，碳含量应低些。

▲高锰钢受压应力较小、接触物料硬度低时，碳含量可适当提高。对弱冲击、低接触应力软接触物料的工况条件，如拖拉机履带板、小型挖掘机斗齿和料仓衬板就属于这一类。对强冲击、高接触应力、硬接触物料的工况条件，如铁路辙叉以及针对硬物料的粗、中破碎机械磨损工作条件，含碳量为0.9%-1.2%。可以较低些。

2锰含量

▲厚壁铸件为保证热处理时不致析出碳化物，锰含量高些。

▲结构复杂、受力状况复杂，锰含量也高些，以保证材料的塑性和韧性，使工件在使用过程中不致断裂，同时，也可以防止在铸造过程中出现裂纹。

▲在强烈冲击的工况下，工作的高锰钢也要求锰含量高些，一般不低于12%-12.5%。反之，在非强冲击条件下，薄壁铸件、简单铸件可适当降低锰含量。

3铬含量

▲加铬用于强冲击的磨料磨损工作条件，材料的耐磨性有明显的提高。用于非强冲击磨料工作条件，材料耐磨性无明显变化。加铬1%-2%制作挖掘机斗齿或圆锥式破碎机的轧臼壁，破碎壁，可以明显提高耐磨性，延长使用寿命，铬的这种作用和铬对钢的加工硬化性能的影响有关。在相同变形量的条件下，含铬的高锰钢的硬度值较不含铬的高。

▲铬提高高锰钢的屈服强度，减轻流变，但也降低高锰钢的韧性。

4鉬含量

▲含鉬的高锰钢，在较恶劣的磨料磨损工况条件下具有良好的耐磨性。鉬能改善奥氏体沿树枝晶发展的倾向，并能提高奥氏体的稳定性，能抑制碳化物析出和珠光体形成。加鉬对提高大截面铸件的抗裂纹能力和水淬质量均有良好的效果。对焊接、切割或温度高于275℃时，防止脆化也有良好的效果。

▲鉬显著提高钢的屈服强度的同时韧性不降低，甚至还有所提高。

▲鉬可以细化水韧处理后钢的显微组织，在其他化学成分相同，热处理方法和工艺相同的情况下，含鉬的高锰钢在热处理后晶粒比较细。