奥氏体高锰钢的特点及其焊接性

astm international 超低温奥氏体高锰钢标准

astm international 超低温奥氏体高锰钢标准ASTM International（美国材料与试验协会）是世界上最大的标准制定组织之一，致力于制定和发布各种行业的标准，包括金属和合金材料的标准。

在金属材料领域中，ASTM International发布了许多关于钢材的标准，其中包括了超低温奥氏体高锰钢的标准。

本文将就ASTM International超低温奥氏体高锰钢标准的相关内容进行深入探讨，并共享个人观点和理解。

ASTM International对于超低温奥氏体高锰钢的标准主要涉及其化学成分、机械性能、热处理和金相组织等方面的要求。

化学成分方面的要求是保证超低温奥氏体高锰钢具有足够的强度和韧性，同时能够满足特定的使用条件。

在机械性能方面，标准对超低温奥氏体高锰钢的抗拉强度、屈服强度、延伸率和冲击韧性等性能进行了详细的规定，以保证其在低温环境下的可靠性和安全性。

标准还对超低温奥氏体高锰钢的热处理工艺和金相组织进行了具体的要求，以确保其组织和性能达到标准规定的要求。

个人观点及理解方面，我认为ASTM International的超低温奥氏体高锰钢标准的制定对于推动超低温材料的技术发展和应用具有重要意义。

随着现代科学技术的不断发展，对于在特殊条件下使用的材料提出了更高的要求，而超低温奥氏体高锰钢正是应对这一需求而发展起来的一种材料。

ASTM International的标准为超低温奥氏体高锰钢的生产、加工和应用提供了具体的指导和保障，有助于提高材料的质量和可靠性，同时也促进了相关技术的进步和创新。

通过遵循标准的要求，可以有效地降低材料在低温条件下出现的断裂和失效风险，从而保障了相关设备和工程的安全运行。

总结回顾方面，ASTM International的超低温奥氏体高锰钢标准是该领域内具有权威性和指导性的标准之一，其制定是基于对于超低温材料特性和应用需求的深刻理解和实践经验总结。

锰13

锰13锰13是奥氏体高锰钢，表示锰含量为13%。

Mn13高锰钢又称Hadfield钢，是由英国人Hadfield于1882年发明的。

奥氏体高锰钢是碳含量为0.9%～1.3%、锰含量为11%～14%的高合金钢。

奥氏体高锰钢经过热处理后，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，广泛用于制造具有高耐磨性并承受冲击载荷的部件。

材料名称：耐磨钢铸件标准：GB 5680-85锰钢特性及适用范围：具有高的抗拉强度、塑性和韧性以及无磁性，即使零件磨损到很薄，仍能承受较大的冲击载荷而不致破裂，可用于铸造各种耐冲击的磨损件，如球磨机衬板、挖掘机斗齿、破碎机牙板等。

一般用于结构简单，要求以耐磨为主的低冲击铸件，如衬板、齿板、破碎壁、轧臼壁、辊套和铲齿化学成份：碳 C ：1.10～1.50硅 Si：0.30～1.00锰 Mn：11.00～14.00硫 S ：≤0.050磷 P ：≤0.090力学性能：抗拉强度σb (MPa)：≥637伸长率δ (％)：≥20硬度：≤229HB热处理规范及金相组织：热处理规范：淬火，1060～1100℃，水冷。

ZGMn13高锰钢化学成分表ZGMn13ZGMn13高锰铸钢的钢号与化学成分（质量分数）（%）钢号 C Si Mn P≤ S≤ Cr MoZGMn13-1 1.00～1.45 0.30～1.00 11.0～14.0 0.090 0.040 ——ZGMn13-2 0.90～1.35 0.30～1.00 11.0～14.0 0.070 0.040 ——ZGMn13-3 0.95～1.35 0.30～1.00 11.0～14.0 0.070 0.035 ——ZGMn13-4 0.90～1.30 0.30～1.00 11.0～14.0 0.070 0.040 1.50～2.50 —ZGMn13-5 0.75～ 1.30 0.30～ 1.00 11.0～14.0 0.070 0.040 — 0.90～1.20b.高锰铸钢的力学性能与用途。

奥氏体不锈钢的焊接特点及焊条选用，这个你一定用的着，收藏慢慢看

奥氏体不锈钢的焊接特点及焊条选用，这个你一定用的着，收藏慢慢看奥氏体不锈钢具有良好的焊接性，目前工业上应用最广，焊接时一般不需要采取特殊的工艺措施，本文比较详细的分析了奥氏体不锈钢在焊接时产生热裂纹、晶间腐蚀、应力腐蚀开裂、焊接接头的脆化（低温脆化、σ相脆化、熔合线脆断）原因和防治措施，通过焊接特点理论和实践分析，着重介绍了奥氏体不锈钢在焊接不同材料和处于不同工作环境条件时焊条的选用原则方法，只有工艺措施和焊条选用合理，才可以焊接出完美的焊缝。

不锈钢在航空、石油、化工和原子能等工业中得到日益广泛的应用，不锈钢按化学成分分为铬不锈钢、铬镍不锈钢，按组织分为铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢和奥氏体-铁素体双相不锈钢。

在不锈钢中，奥氏体不锈钢(18-8型不锈钢)比其他不锈钢具有更优良的耐腐蚀性；强度较低，而塑性、韧性极好；焊接性能良好，其主要用作化工容器、设备和零件等，它是目前工业上应用最广的不锈钢。

虽然奥氏体不锈钢有诸多优点但是若焊接工艺不正确或焊接材料选用不当，会产生很多缺陷，最终影响使用性能。

一、奥氏体不锈钢的焊接特点（一）容易出现热裂纹奥氏体不锈钢在焊接时热裂纹是比较容易产生的缺陷，包括焊缝的纵向和横向裂纹、火口裂纹、打底焊的根部裂纹和多层焊的层间裂纹等，特别是含镍量较高的奥氏体不锈钢更容易产生。

1. 产生原因（1）奥氏体不锈钢的液、固相线的区间较大，结晶时间较长，且单相奥氏体结晶方向性强，所以杂质偏析比较严重。

（2）导热系数小，线膨胀系数大，焊接时会产生较大的焊接内应力（一般是焊缝和热影响区受拉应力）。

（3）奥氏体不锈钢中的成分如C、S、P、Ni等，会在熔池中形成低熔点共晶。

例如， S与Ni形成的Ni3S2熔点为645℃,而Ni- Ni3S2共晶体的熔点只有625℃。

2. 防止措施（1）采用双相组织的焊缝尽量使焊缝金属呈奥氏体和铁素体双相组织,铁素体的含量控制在3～5%以下，可扰乱奥氏体柱状晶的方向，细化晶粒。

Mn13高锰耐磨钢的优异性能

Mn13高锰耐磨钢的优异性能Mn13钢板是一种奥氏体淬火钢，在受到振动或材料强烈冲击后具有很高的耐磨性。

它在冲击载荷和磨损条件下使用，并具有表面奥氏体组织变形引起的马氏体相变。

表面层的硬度和强度随组织相强度的变化和位错的增强而急剧增加，但内层基体的仍然是奥氏体并且仍然具有很高的塑性韧性。

实际使用结果表明，这种钢在变形层具有明显的加工硬化现象，表面硬度大大提高。

具有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的条件下具有优异的抗磨性能，并具有更大的抗冲击性和耐磨性。

冲击载荷低时，Mn13钢板的表面硬度可达到HB300-400，冲击载荷高时可达到HB400-500。

Mn13钢板用途
Mn13高锰耐磨钢主要应用于抛丸机、球磨机衬板、粉碎机、发电厂扇磨叶片等。

Mn13具有高耐磨的表面层和良好的冲击韧性，许多新型材料和现代表面工程技术在性价比上仍无法与高锰钢相比。

高锰耐磨钢厂家
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，供应涟钢Mn13高锰耐磨钢，可供规格4-25mm，代订期货，是集原材料供应、加工、物流配送于一体的现代化企业。

奥氏体锰钢铸件

奥氏体锰钢铸件奥氏体锰钢铸件是一种具有优异性能的铸造材料。

它以其优良的耐磨性、高强度和良好的耐腐蚀性而在各个领域得到广泛应用。

本文将从奥氏体锰钢铸件的特性、制造工艺以及使用注意事项等方面进行全面解读，以期为读者提供有关该材料的综合指导。

首先，我们来了解奥氏体锰钢铸件的特性。

该材料主要由奥氏体结构组成，具有高硬度、高强度、高耐磨性和良好的韧性。

它的耐磨性特别出色，适用于在磨损严重的工况下使用，如矿山机械、建筑机械等领域。

此外，奥氏体锰钢铸件还具有较好的耐腐蚀性能，可以在恶劣的工作环境中长期使用。

关于奥氏体锰钢铸件的制造工艺，我们需要注意几个关键环节。

首先是原材料的选择，要选择优质的高锰钢材料，以确保最终产品的质量。

其次是熔炼和浇注过程，要严格控制熔炼温度和保持良好的冷却速率，以避免产生缺陷。

接着是热处理工艺，适当的热处理可以提高材料的硬度和强度。

最后是加工工艺，包括铣削、磨削、切削等，要根据具体需要选择合适的加工方法。

在使用奥氏体锰钢铸件时，我们需要注意以下几点。

首先是定期检查和维护，及时发现并处理可能存在的缺陷或损伤，以延长使用寿命。

其次是避免超负荷使用，根据工作负荷合理选择材料规格和尺寸。

同时，注意避免过高或过低的工作温度，以免影响材料的机械性能。

此外，还需注意避免与酸、碱等腐蚀性物质接触，以免对材料的性能产生不良影响。

总之，奥氏体锰钢铸件以其优异的性能在众多领域得到广泛应用。

在使用和制造过程中，我们需要了解其特性、掌握制造工艺，并注意使用时的维护和注意事项。

只有这样，才能充分发挥奥氏体锰钢铸件的优势，提高工作效率，并延长其使用寿命。

希望本文对读者有所启发，并能为相关行业提供有益的指导意义。

Mn13化学成分Mn13钢板熔炼分析Mn13高锰耐磨钢板介绍

Mn13化学成分Mn13钢板熔炼分析Mn13高锰耐磨钢板介绍
Mn13高锰耐磨钢板介绍
Mn13钢板为奥氏体加工硬化钢，在遭受震动或物料强冲击后具有高水平的耐磨损的特性，在冲击载荷磨损工况下使用，具有表面奥氏体组织形变诱发马氏体相变的特性，表层硬度和强度随着组织的相强变化、位错强化而急剧提高，但是其基体内层组织仍然为奥氏体，仍具有较高的塑韧性。

实际使用结果显示，这种钢在变形层内有明显加工硬化现象，表层硬度大幅度提高。

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，具有越冲击越耐磨的特性。

Mn13钢板低冲击载荷时，表层硬度可以达到HB300-400，高冲击载荷时，可以达到HB400-500。

Mn13高锰耐磨钢板交货状态：固溶热处理或热轧态
Mn13高锰耐磨钢板熔炼分析化学成分
Mn13钢板标准要求化学成分
Mn13钢板实物化学成分
Mn13钢板标准要求力学性能
Mn13钢板实物力学性能。

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。

生产高锰钢的知识梳理

生产高锰钢要知道的知识梳理1奥氏体耐磨高锰钢的两个重要特性奥氏体耐磨高锰钢的两个重要特性是优异的加工硬化能力和高的冲击韧性，经强烈冲击变形后，其表层硬度可从HB170-230提高到HB500-800，而硬化层内侧仍保持为高韧性的奥氏体组织。

因而不仅具有良好的安全可靠性，而且具有较高的抗冲击磨料磨损的能力。

高锰钢在高冲击负荷作用下才能表现出最佳的耐磨性，在此情况下要有良好的冲击韧性。

因此被广泛应用于冶金、矿山、建材、电力和铁路等部门所使用的耐磨件上，如挖掘机铲齿、球磨机衬板、锤式破碎机锤头及衬板、拖拉机履带板和铁路道岔等。

2标准型奥氏体高锰钢标准型奥氏体高锰钢的主要化学成分是碳和锰，经水韧处理后可以获得单一的奥氏体组织。

高锰钢中锰的主要作用是稳定奥氏体组织，在钢中扩大Y相区。

钢中含锰量的选择，主要决定于工况条件、铸件的结构尺寸等几个方面的因素。

厚壁铸件为保证热处理时不致析出碳化物，一般锰的含量高些。

用于强烈冲击条件的高锰钢铸件，含锰量应该高些。

含锰量一定时，适当提高含碳量可以改善耐磨性，但是含碳量超过1.5%时，对耐磨性的影响则不明显。

而且提高含碳量在改善高锰钢耐磨性的同时，会明显降低材料的冲击韧性。

高锰钢在高冲击负荷作用下才能表现出最佳的耐磨性，在此情况下要有良好的冲击韧性。

因此，为了使高锰钢具有较好的耐磨性和冲击韧性的配合，含碳量不宜过高。

M/C=10，可得到较好的强韧性配合。

3高锰钢的不适应性高锰钢优异的耐磨性是建立在加工硬化的基础上，需要在高应力下才能充分加工硬化，但就耐磨件工作条件而言，高应力工况不足，绝大部分都是在中低应力状态下工作，因而高锰钢不易被加工硬化，耐磨性不能充分发挥。

在固溶处理后的水淬过程中受冷却速度的限制，容易析出脆性碳化物，引入脆性相，对于厚大断面工件，心部常常出现碳化物，从而降低使用性能；寒冷条件下使用的高锰钢常出现脆断现象；在高温或湿磨的条件下腐蚀磨损；在铸造过程中，晶界出现碳化物。

高锰钢的特点及其焊接性

高锰钢的特点及其焊接性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。

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。

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。

高锰钢的性能及特点

高锰钢的性能及特点高锰钢是一种特殊的钢材，它具有极高的耐磨性、耐蚀性和强度，在很多领域得到广泛的应用。

下面将详细介绍高锰钢的性能和特点。

一、高锰钢的耐磨性高锰钢由于含有大量的锰元素，因此具有很高的硬度和耐磨性。

一般情况下，高锰钢具有极高的耐磨性能，甚至可以达到一般工具钢的几倍。

这种耐磨性能是由高锰钢中固溶态的Mn元素所提供的，Mn元素在钢中能够形成硬质的MnC化合物，使得高锰钢成为了一种优秀的耐磨材料。

二、高锰钢的耐蚀性高锰钢的另一个突出特点就是其优异的耐蚀性。

在强酸、强碱和高温等恶劣环境下，高锰钢能够维持其原有的性能，具有极好的耐蚀性。

这种耐蚀性能主要是由锰元素和铬元素在钢中的作用所提供的。

锰元素能够形成高硬度的MnO和MnS化合物，强化钢材表面的膜层，从而抵御外界腐蚀作用的侵害；而铬元素则能够形成一层致密的氧化铬保护层，使得钢材表面不会受到锈蚀等侵害。

三、高锰钢的强度高锰钢具有较强的抗拉强度和硬度。

一般情况下，高锰钢的抗拉强度可以达到1200MPa以上，硬度可以达到55-60HRC。

这种优秀的强度性能主要是由高锰钢中的锰元素和碳元素所提供的。

锰元素提高了钢材的硬度和强度，碳元素则使高锰钢具有良好的耐磨性能，同时增加了高锰钢的强韧性，使其在高强度状态下依然具有较好的韧性和耐冲击性。

四、高锰钢的可焊接性高锰钢的可焊接性较差，因为锰元素会与焊接热源中的氧气和氮气反应，使得焊缝处容易出现热裂纹和气孔等缺陷。

因此，在焊接高锰钢时需要进行特殊的焊接工艺，在焊缝的前和后都需要进行预热处理和后续退火处理等。

同时，还需要选择合适的填充材料和焊接方法，如采用熔覆焊或搅拌摩擦焊等高新技术焊接方法，从而克服高锰钢焊接的难题。

五、高锰钢的应用高锰钢具有优异的性能和特点，因此被广泛应用于冶金、矿山、水利、公路、港口、建筑等领域。

例如，高锰钢可以用于制造破碎机的破碎齿板、混凝土搅拌机的搅拌臂、水泥厂窑架的耐火钢垫板、挖掘机的各种零部件等。

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。

奥氏体锰钢

奥氏体锰钢1882年Robert Abbot Hadfield发明了高锰钢。

此钢在高冲击载荷及高挤压应力下，使工件表面加工硬化，显微硬度由HV250提高到HV750左右，而工件内部仍保持优良韧性，即使零件很薄，仍能承受较大的冲击载荷而不断裂，其耐磨性与HRC50的马氏体相当。

因此广泛用于冶金、矿山机械、建筑机械、拖拉机履带板等易损件。

高锰钢的加工硬化机理有位错堆积与形变诱导变两种理论。

近年来的研究更多的支持了位错堆积论。

认为，高锰钢在摩擦作用下高度强化是由于形成大量的位错、孪晶变形、锒嵌缺陷及块状组织细化等。

在位错密度达到极限值时，滑移实际上不可能，这是孪晶成为主要的变形形式。

但是在低冲击载荷或低应力下，由于不可能达到那样高的加工硬化度，这时高锰钢的耐磨性不如其它耐磨钢好。

如用高锰钢作喷丸机的喷嘴，其寿命和一般碳钢相当。

用ZGMn13做球磨机衬板一般使用六到八个月，多者一年，使用寿命还不如T8钢及其它低合金耐磨钢。

另外，即使在较高的冲击载荷下，如果破碎的矿石较软，其耐磨性也较差。

如锤式破碎机的锤头，破碎含有泥沙的较软的矿石时，锤头表层加工硬化只有240—300HB，锤头寿命最多18小时。

综上可见，高锰钢不是任何情况都是耐磨的，只有在高冲击下和高应力下迅速加工硬化，形成耐磨的表面层时，才显出较高的耐磨性。

虽然近年来新型材料很多，部分地取代了高锰钢，但人们还从各方面对高锰钢进行改进，并取得了很大的成交。

主要有三条途径，一是高锰钢的再合金化，二是改变高锰钢的Mn/C 比，三是生产工艺的改进。

分述如下：1、高锰钢的再合金化为了提高高锰钢的耐磨性及屈服强度等性能，因内外广泛使用合金化或微合金化的方法骐在于强化固溶体，减少碳化物的析出，改变碳化物的形态和分布，改善奥氏体加工硬化性能。

合金元素提高屈服强度和抗拉强度的幅度依次为V>mo>Cr,但V、Mo、Cr都使延伸率和冲击韧性下降。

其中，V使延伸率和冲击值的下降幅度最大，MO，Cr次之。

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。

锰13

锰13锰13是奥氏体高锰钢，表示锰含量为13%。

Mn13高锰钢又称Hadfield钢，是由英国人Hadfield于1882年发明的。

奥氏体高锰钢是碳含量为0.9%～1.3%、锰含量为11%～14%的高合金钢。

奥氏体高锰钢经过热处理后，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，广泛用于制造具有高耐磨性并承受冲击载荷的部件。

材料名称：耐磨钢铸件标准：GB 5680-85锰钢特性及适用范围：具有高的抗拉强度、塑性和韧性以及无磁性，即使零件磨损到很薄，仍能承受较大的冲击载荷而不致破裂，可用于铸造各种耐冲击的磨损件，如球磨机衬板、挖掘机斗齿、破碎机牙板等。

一般用于结构简单，要求以耐磨为主的低冲击铸件，如衬板、齿板、破碎壁、轧臼壁、辊套和铲齿化学成份：碳 C ：1.10～1.50硅 Si：0.30～1.00锰 Mn：11.00～14.00硫 S ：≤0.050磷 P ：≤0.090力学性能：抗拉强度σb (MPa)：≥637伸长率δ (％)：≥20硬度：≤229HB热处理规范及金相组织：热处理规范：淬火，1060～1100℃，水冷。

ZGMn13高锰钢化学成分表ZGMn13ZGMn13高锰铸钢的钢号与化学成分（质量分数）（%）钢号 C Si Mn P≤ S≤ Cr MoZGMn13-1 1.00～1.45 0.30～1.00 11.0～14.0 0.090 0.040 ——ZGMn13-2 0.90～1.35 0.30～1.00 11.0～14.0 0.070 0.040 ——ZGMn13-3 0.95～1.35 0.30～1.00 11.0～14.0 0.070 0.035 ——ZGMn13-4 0.90～1.30 0.30～1.00 11.0～14.0 0.070 0.040 1.50～2.50 —ZGMn13-5 0.75～ 1.30 0.30～ 1.00 11.0～14.0 0.070 0.040 — 0.90～1.20b.高锰铸钢的力学性能与用途。

奥氏体钢的焊接性

一、奥氏体钢的焊接性奥氏体不锈钢与奥氏体耐热钢具有基本相似的焊接特点。

这类钢由于具有较高的变形能力并不可淬硬，所以总的来说焊接性好。

但是，为了全面保证焊接接头的质量，往往需要解决一些特殊的问题，如接头各种形式的腐蚀、焊接热裂纹、铁素体含量的控制及α相脆化等。

1.焊接接头的晶间腐蚀问题在腐蚀介质作用下，起源于金属表面沿晶界深入到金属内部的腐蚀就是晶间腐蚀。

晶间腐蚀是一种局部性的腐蚀，它会导致晶粒间的结合力丧失，材料强度几乎消失，这是一种必须重视的危险的腐蚀现象。

奥氏体钢产生晶间腐蚀的原因，目前比较一致的看法是，奥氏体钢在固溶状态下碳以过饱和形式溶解于γ固溶体，加热时过饱和的碳以Cr23C6的形式沿晶界析出。

Cr23C6的析出消耗了大量的铬，因而使晶界附近WCr降到低于钝化所需的最低量，形成贫铬层。

贫铬层的电极电位比晶粒内低得多。

当金属与腐蚀介质接触时，就形成了为电池。

电极电位低的晶界成为阳极，被腐蚀溶解形成晶间腐蚀。

奥氏体钢在加热到400~800℃时，对晶间腐蚀最为敏感。

这是因为当温度低于400℃时，碳原子活动能力很弱，Cr23C6析出困难而不会形成贫铬层，当温度高于800℃时，晶粒内部的铬获得了足够的动能，扩散到晶界，从而使已形成的贫铬区消失。

在400℃~800℃之间，既有利于Cr23C6的析出，晶内的铬原子又不能扩散到晶界，最容易形成贫铬层，对晶间腐蚀也最敏感。

一般称400℃~800℃温度范围为敏化温度区间。

当然，若在400℃~800℃之间长时间加热，晶内的铬原子有足够的时间扩散，也能使贫铬层消失，但这需要的时间过长，生产中没有使用价值。

根据奥氏体钢产生晶间腐蚀的规律，焊接接头在冷却过程中，若在敏化温度区停留一定时间，接头的耐晶间腐蚀能力降低。

整个接头中以焊缝和峰值温度在600℃~1000℃的热影响区两个部位，对晶间腐蚀最为敏感，后者成为敏化区。

提高焊接接头耐晶间腐蚀的措施，一般可以从下面几个方面考虑：（1）降低母材和焊缝中的含碳量（2）在钢中加入稳定的碳化物形成元素（3）焊后进行固溶处理（4）改变焊缝的组织状态为了防止母材敏化区抗晶间腐蚀能力下降，关键在于正确的选材。

X120Mn12耐磨钢板奥氏体高锰钢板

X120Mn12耐磨钢板奥氏体高锰钢板X120Mn12是一种热轧细晶粒奥氏体高锰钢板，含锰量在12-14%，隶属于Industeel钢厂产品品牌Creusabro®系列。

Creusabro®包含Creusabro 4800，Creusabro 8000，Creusabro Dual, Creusabro M。

X120Mn12对应的品牌为Creusabro M。

1.X120Mn12对应的不同标准：X120Mn12标准2.X120Mn12的化学成分X120Mn12的化学成分3.X120Mn12的机械性能X120Mn12的机械性能4.X120Mn12的特性X120Mn12钢板具有极高的Mn含量（12-14%），在使用过程中承受高压或者高冲击载荷，硬度会逐渐提高，最大表面硬度可从210HB上升到600HB，并且几乎不影响钢板的韧性，从而极大的提高耐磨部位的使用寿命。

5.X120Mn12的规格X120Mn12的规格X120Mn12的公差X120Mn12主要应用于水泥、玻璃和钢铁制造业、公共工程、铸造、农业机械、矿山和采石场等耐磨装备部位。

12Cr5Mo合金管就是国内新牌号，材质为马氏体型不锈钢，老牌号为1Cr5Mo详见GB/T20878-2007_不锈钢和耐热钢牌号及化学成分.表4X120Mn12耐磨钢板X120Mn12(Mn13)是抗高冲击的最佳选择，耐磨应力大的材料。

高锰钢有两个最大的特点：一是外部冲击更大，外观耐磨性更高；另一个是随着致密层压外观的逐渐磨损，不断形成新的致密层压工艺。

X120Mn12(Mn13)锻钢板具有优良的高冲击磨损和大应力磨损的耐磨性，使用时不会出现崩塌现象，还具有易切削、易焊接、易弯曲等加工机械性能。

采用高铬锻件，仅具有良好的移动磨损耐磨性。

化学成分：机械性能：用于低档设备的易损部位，节省设备大修费用，提高竞争力。

11% 至 14% 的锰钢，具有优异的加工硬化性能。

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。