生产高锰钢的知识梳理
高锰钢与超高锰钢铸件生产技术要点
高锰钢与超高锰钢铸件生产技术要点(总4页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除高锰钢与超高锰钢铸件生产技术要点在高能量冲击的工作条件下，高锰钢与超高锰钢铸件的应用范围是广阔的。
许多铸造厂，对生产此类钢种铸件缺乏必要的认识。
现对具体操作做简要的说明，供生产者参考。
1 化学成分高锰钢按照国家标准分为5个牌号，主要区别是碳的含量，其范围是％－％。
受冲击大，碳含量低。
锰含量在％－％之间，一般不应低于13％。
超高锰钢尚无国标，但锰含量应大于18％。
硅含量的高低，对冲击韧度影响较大，故应取下限，以不大于％为宜。
低磷低硫是最基本的要求，由于高的锰含量自然起到脱硫作用，故降磷是最要紧的，设法使磷低于％。
铬是提高抗磨性的，一般在％左右。
2 炉料入炉材料是由化学成分决定的。
主要炉料是优质碳素钢（或钢锭）、高碳锰铁、中碳锰铁、高碳铬铁及高锰钢回炉料。
这里特别提醒的是有人认为只要化学成分合适，就可以多用回炉料。
这个认识是有害的。
某些厂之所以产品质量不佳，皆出于此。
不仅高锰钢、超高锰钢，凡是金属铸件，绝不可以过多的使用回炉料，回炉料不应超过25％。
那么，回炉料过剩该如何？只要把废品降到最低，回炉料就不会过剩。
3 熔炼这里着重讲加料顺序，无论用中频炉，还是电弧炉熔炼，总是先熔炼碳素钢，而各类锰铁和其他贵重合金材料，要分多次，每次少量入炉，贵重元素在最后加入，以减少烧损。
料块应尽量小些，以50－80mm为宜。
熔清后，炉温达到1580－1600℃时，要脱氧、脱氢、脱氮，可用铝丝，也可用Si-Ca合金或SiC等材料。
将脱氧剂一定压到炉内深处。
金属液面此时用覆盖剂盖严，隔断外界空气。
还要镇静一段时间，使氧化物、夹杂物有充足时间上浮。
然而，不少企业，只将铝丝甚至铝屑，撒在金属液面上，又不加覆盖，岂不白白浪费！在此期间，及时用中碳锰铁来调整锰与碳的含量。
钢液出炉前，将浇包烘烤到400℃以上是十分必要的。
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。
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。
高锰钢书11
§1. 高锰钢特性§1.1.高锰钢铸件技术条件§1.2 高锰钢的化学成分和铸态组织§1.3.高锰钢的铸造性能特点§1.4.高锰钢的加工硬化§1.5.提高高锰钢质量的主要途径§2. 高锰钢的熔炼一高锰钢的熔炼碱性电弧炉熔炼二）碱性感应电炉熔炼§3.高锰钢的热处理§3.1. 铸造高锰钢的水韧处理§3.2.高锰钢水韧处理工艺对低温韧性的影响§3.3.高锰钢水韧处理规范及实例§3.4.高锰钢水韧处理金相组织§3高锰钢铸造工艺§4. 高锰钢铸件无冒口浇注1.高锰钢铸件冒口补缩距离2、高锰钢铸件无冒口铸造二.高锰钢铸件无冒口浇注铸型三、V法铸造开冒口落注高锰钢铸件第2章铸钢的电弧炉熔炼技术§2.1 电弧炉结构及工作原理高锰钢熔铸生产实例（优质钢高锰钢铸件生产技术及应用实例）邓宏运胡祖尧章舟编著前言第一章高锰钢特性1.1高锰钢铸件技术条件1.2高锰钢的化学成份和铸态组织1.2.1高锰钢的化学成份1.2.2化学成份对高锰钢性能的影响1.2.3铸态组织1.3高锰钢的铸造性能特点1.3.1流动性好1.3.2热裂倾向大1.3.3热应力大1.3.4易产生粘砂1.4高锰钢的加工硬化1.5提高高锰钢质量的途径1.5.1细化晶粒1.5.2消除碳化物1.5.3改进高锰钢的耐磨性第2章铸钢的电弧炉熔炼2.1电弧炉结构及工作原理2.1.1电弧炉结构2.1.2 电弧炉工作原理2.2 铸钢的电弧炉熔炼工艺特点与碱性电弧炉特钢的冶炼技术2.2.1铸钢的电弧炉熔炼工艺特点2.2.2碱性电弧炉特钢的冶炼技术2.2.2.1氧化法冶炼特点2.2.2.2不氧化法冶炼特点2.2.2.3返回吹氧法冶炼特点2.3电弧炉冶炼铸钢熔化期的质量控制2.3.1熔化期的作业程序及质量控制2.3.1.1熔化期快速熔化炉料2.3.1.2熔化期准备工作2.3.2熔化期的作业技巧2.3.2.1吹氧时氧压的控制2.3.2.2吹氧助熔的方法2.3.2.3缩短熔化期的措施2.3.3熔化期各种异常情况的分析处理方法2.3.3.1熔化期不导电原因及处理方法2.3.3.2炉料的“搭棚”塌料现象及处理方法2.3.3.3熔化末期炉底粘冷钢原因及检查处理方法2.3.3.4吹氧助熔塌料会造成大沸腾现象及预防处理的方法2.4电弧炉冶炼铸钢氧化期的质量控制2.4.1氧化期的作业程序及关键2.4.1.1氧化前的测温2.4.1.2氧化期造渣2.4.1.3氧化方法2.4.1.4氧化技术控制2.4.1.5净沸腾2.4.1.6扒渣2.4.2氧化期的作业2.4.2.1氧化期吹氧方法2.4.2.2氧化期使用矿石的方法2.4.2.3氧化期要做到高温氧化均匀沸腾，保证脱碳量2.4.2.4符合规定要求、顺利进行冶炼2.4.2.5氧化期造泡沫渣的技术2.4.2.6快速去磷技术措施2.4.2.7合理控制脱磷与脱碳操作2.4.2.8影响炉渣的流动性的因素2.5电弧炉冶炼铸钢氧化期作业异常情况的原因及处理技术2.5.1脱碳快、去磷慢2.5.2取磷快、脱碳慢2.5.3碳、磷下降慢，甚至不发生氧化反应2.5.4碳已经氧化到终点，熔池温度已升，而磷还高2.5.5炉壁剥落2.5.6氧化后期炉渣有时会变得粘稠2.5.7加矿石氧化时会引起爆发性大沸腾2.6电弧炉冶炼铸钢还原期的质量控制2.6.1还原期白渣作业关键程序2.6.1.1造稀薄渣2.6.1.2予脱氧操作2.6.1.3变渣操作2.6.1.4搅拌分析2.6.1.5调整化学成份2.6.1.6出钢2.6.2还原期作业技巧2.6.3还原期脱碳操作方法2.6.4还原期薄壁吹氧操作2.6.5除渣后加入烤红石灰用大功率供电造渣2.6.6还原期采用大渣量造渣2.6.7还原期要封闭好炉子进行冶炼2.6.8还原期为保证还原气氛要不断加入碳粉和硅粉2.6.9还原期白渣脱氧应保持一定时间做到白渣下出钢2.6.10还原期避免停电后期升温2.6.11还原期冶炼温度控制的重要性2.6.12还原期降低钢中夹杂物的途径2.6.13还原期钢的合金化方法2.6.14还原期冶炼操作对合金元素回收率的影响2.6.15还原期控制化学成份的经验方法2.7电弧炉冶炼铸钢还原期异常情况分析判断及处理方法2.7.1炉渣增碳因素分析2.7.2出炉内冒出的烟尘气氛来判断渣况2.7.3从渣子颜色判断渣况2.7.4石渣火焰分析及变渣方法2.7.5熔池温度判断2.8电弧炉冶炼铸钢还原期质量事故分析与预防处理方法2.8.1元素出格原因及防止措施2.8.2预防化学成份不合格的几种规定2.8.3还原期质量事故的处理规定第3章高锰钢的电弧炉冶炼技术3.1高锰钢电弧炉冶炼的基本原理及过程控制3.1.1炉渣的作用3.1.2炉渣的性质3.1.3炉渣的粘度3.2高锰钢电弧炉冶炼的基本原理3.2.1硅和锰的氧化3.2.2脱磷3.2.3脱碳3.2.4脱氧3.2.5脱硫3.3冶炼高锰钢工艺操作规程3.3.1碱性电弧炉氧化法冶炼高锰钢工艺操作规程3.3.2碱性电弧炉不氧化法冶炼高锰钢工艺操作规程3.4高锰钢铸造性能和高锰钢浇注温度的控制3.4.1高锰钢铸造性能3.4.2高锰钢浇注温度的控制第4章高锰钢的碱性感应电炉熔炼4.1熔炼用中频感应炉§4.1.1 中频电磁感应熔炼炉的工作原理及组成§4.1.2感应熔炼电炉成型炉衬的应用§4.1.3中频感应电炉的试炉及熔炼操作注意的问题§4.1.4中频感应电炉的维护保养与安全操作及事故处理§4.1.5中频感应熔炼炉启动时6种故障分析及处理§4.1.6中频感应熔炼炉运行中14种故障处理4.2.碱性感应电炉的熔炼第5章高锰钢的热处理5.1铸件的清理5.2铸件的热处理工艺5.2.1加热处理5.2.2加热温度和保温时间5.2.3淬火5.3高锰钢水韧处理工艺对低温韧性的影响5.4规范及实例5.5金相组织第6章优质钢高锰钢铸件的生产技术及应用实例6.1优质钢高锰钢铸件的生产技术6.1.1高锰钢的化学成份对组织和性能的影响6.1.2高锰钢的冶炼技术6.1.3浇注前钢液的静量及温度的控制6.1.4高锰钢的热处理6.2延长高锰钢铸件使用寿命的途径6.3提高挖掘机斗齿寿命的途径6.4提高高锰钢在湿磨条件下的耐磨性6.5含铬高锰钢6.6高锰钢履带板铸件添加稀土6.7加稀土熔炼高锰钢改善性能§1. 高锰钢特性§1.1.高锰钢铸件技术条件高锰钢是1种抗磨钢.所谓抗磨钢是指在没有润滑的条件下经受磨粒的摩擦而具有高抗磨性的钢种。
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。
我国高锰钢的型号
我国高锰钢的型号摘要：1.我国高锰钢的概述2.我国高锰钢型号的分类3.我国高锰钢型号的特点4.我国高锰钢型号的应用领域5.我国高锰钢型号的发展前景正文：一、我国高锰钢的概述高锰钢，又称锰钢，是一种以锰为主要合金元素的钢材。
在我国，高锰钢型号众多，有着广泛的应用。
其特点是硬度高、耐磨性好、抗拉强度高、韧性好等。
因此，高锰钢在许多领域都有着重要的应用，如矿山、建筑、机械等。
二、我国高锰钢型号的分类我国高锰钢型号主要分为以下几类：1.普通高锰钢：主要用于制造耐磨零件，如挖掘机铲斗、装载机铲斗等。
2.高性能高锰钢：具有更高的硬度和耐磨性，主要用于制造高负荷、高磨损环境下的零件，如破碎机颚板等。
3.合金高锰钢：在高锰钢的基础上添加其他合金元素，以提高其性能。
如锰钼钢、锰铬钢等。
4.专用高锰钢：根据特定应用场景和要求定制的高锰钢型号，如耐腐蚀高锰钢、高温高锰钢等。
三、我国高锰钢型号的特点我国高锰钢型号具有以下特点：1.高硬度：高锰钢的硬度一般在HB200-300 之间，具有较好的耐磨性能。
2.高抗拉强度：高锰钢的抗拉强度一般在900-1100MPa 之间，可以满足不同场景下的使用要求。
3.良好的韧性：高锰钢具有良好的韧性，能够承受较大的冲击和振动。
4.耐磨性好：高锰钢的耐磨性能好，使用寿命长。
四、我国高锰钢型号的应用领域我国高锰钢型号广泛应用于以下领域：1.矿山行业：高锰钢用于制造矿用卡车、装载机、挖掘机等设备的耐磨零件。
2.建筑行业：高锰钢用于制造混凝土搅拌车、推土机、振动器等设备的耐磨零件。
3.机械行业：高锰钢用于制造各种机械设备的耐磨零件，如齿轮、轴承等。
4.农业领域：高锰钢用于制造农业机械的耐磨零件，如收割机、犁等。
五、我国高锰钢型号的发展前景随着我国经济的发展，高锰钢型号在各个领域的应用将会越来越广泛。
未来，我国高锰钢型号的发展前景可期，主要表现在以下几个方面：1.产品结构不断优化，高性能高锰钢型号的研发和应用将得到更多关注。
高锰钢铸件技术条件
高锰钢铸件技术条件高锰钢铸件技术条件是指在高锰钢铸造过程中需要满足的各种技术条件和要求，它是高锰钢选材、设计及制造的重要环节。
以下是高锰钢铸件技术条件的详细介绍。
一、高锰钢铸件的成分及熔炼工艺条件1.高锰钢的成分控制：高锰钢铸件的基本成分是铁、碳、锰等元素。
铸造过程中需要控制成分比例，保证铸件的性能稳定，同时还要避免夹杂和氧化等缺陷的产生。
2.熔炼工艺条件：高锰钢铸件的熔炼工艺条件对铸件质量有很大影响。
例如熔炼温度、保温时间、熔炼耐火材料和熔炼设备的要求等。
二、高锰钢铸件的铸造模具及制模工艺条件1.模具设计：高锰钢铸件的模具设计要合理，包括模具尺寸、表面光洁度、模具材料的选择等。
模具结构应该保证铸件的凝固过程尽量均匀，防止产生缩孔和夹杂等缺陷。
2.制模工艺条件：在制模过程中要保证模具的密实性和表面平整度，避免出现色差和气泡等缺陷。
同时，还要通过调节浇注温度和速度等方法控制铸件的形成和凝固过程，达到最佳效果。
三、高锰钢铸件的浇注和冷却工艺条件1.浇注工艺条件：高锰钢铸件的浇注过程要控制好浇注位置、角度和速度等参数，确保铸件的形状和尺寸准确无误。
同时还要保持浇口畅通，并控制钢液的入模速度和均匀度等。
2.冷却工艺条件：高锰钢铸件的冷却过程对于铸件的性能与缺陷影响很大。
需要采取合理的冷却方式，保证铸件的冷却速度和均匀度，并严格控制冷却率，避免出现裂纹等缺陷。
以上是关于高锰钢铸件技术条件的详细介绍，高锰钢铸件的生产和质量控制都需要严格遵守上述技术条件和要求。
只有在各个环节都达到高标准的要求，高锰钢铸件才能有更好的性能和寿命，更好地发挥其应用价值。
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。
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。
我国高锰钢的型号
我国高锰钢的型号
摘要：
1.高锰钢的简介
2.高锰钢的型号分类
3.不同型号高锰钢的特点和应用领域
正文：
高锰钢是一种常用的耐磨钢，其主要成分是铁、锰和碳。
在我国，高锰钢的型号众多，根据其化学成分和性能特点，大致可分为以下几类：
1.普通高锰钢：这类高锰钢的锰含量较低，一般在5%~10%之间，主要用于制造各种耐磨零件，如挖掘机斗齿、破碎机锤头等。
2.高锰钢Mn13：Mn13高锰钢的锰含量较高，一般在13%左右，具有较好的耐磨性和韧性。
它广泛应用于矿山、冶金、建材、电力等领域，制造各种磨损环境下的耐磨零件。
3.高锰钢Mn16：Mn16高锰钢的锰含量进一步提高，一般在16%左右，具有更高的耐磨性和耐冲击性。
它主要用于制造冲击磨损环境下的耐磨零件，如磨煤机磨辊、卸料器等。
4.高锰钢Mn20：Mn20高锰钢的锰含量达到20%，具有优良的耐磨性能和抗拉强度。
它主要用于制造高磨损、高强度要求的零件，如矿石破碎机、钢厂炼钢设备等。
5.高锰钢Mn25：Mn25高锰钢的锰含量进一步提高，一般在25%左右，具有极高的耐磨性和抗拉强度。
它主要用于制造极端磨损环境下的耐磨零件，
如磨矿机、石料破碎机等。
综上所述，我国高锰钢的型号丰富多样，能满足不同磨损环境和应用领域的需求。
高锰钢
【一】高锰钢：高锰钢衬板、锤头、筛条、颚板等是目前水泥厂最为广泛使用的铸钢件，它以高的耐磨性，良好的韧性和经济性深受欢迎。
一、高锰钢的特点：高锰钢具有良好的塑性和冲击韧性，在外力冲击下表面产生硬化层，已硬化的表面层被磨损以后，出现新的表面层，又继续被加工硬化。
因此，高锰钢铸件是有高的表面耐磨性，·里面部分仍保留原机械性能。
因为高锰钢具有以上特点，所以目前世界上还未有任何耐磨材料可完全代替高锰钢。
二、高锰钢技术要求：为了获得高耐磨性的高锰钢铸件，我公司制订出严格的生产工艺规程，从造型、熔炼、浇注、热处理等环节上抓好质量控制点，严把质量关，使高锰钢铸件的机械性能具有良好的塑性和冲击韧性。
其金相组织达到：①细晶粒的奥氏体组织构；②没有碳化物；③最少量的氧化锰夹杂及薄晶粒边界的显微组织。
三、主要化学成份(％)C Mn Si P S1.0—1.4 11一14 0.3—0.8 ≤0.07 ≤0.04四、性能指标l、初始硬度HB l79—229。
2、在正常使用中，铸件不会出现断裂现象。
3、以φ2.2生料球磨机为例，正常使用寿命头仓衬板18个月以上(多数水泥厂反映使用超二年半)；二仓衬板30个月以上(多数水泥厂反映使用超过4年)。
五、推荐使用产品由于高锰钢铸件具有韧性好、耐磨、可靠性能高并价格便宜等优点，大多数水泥厂的各种球磨机衬板；锤式破碎机锤头、筛条、衬板；颚式破碎机颚板、边护板；立窑机颚板等都使用高锰钢铸件。
【二】超高锰钢铸件：超高锰钢是近年在高锰钢的基础上发展出的新钢种。
本公司目前推向市场的超高锰钢是在原高锰钢的化学成份上提高锰的含量，增加铬、钼、钨合金元素，使铸件达到韧性好，初始硬度高，提高铸件使用初期未开始产生加工硬化层前的抗磨寿命，加工硬化程度也比高锰钢高。
确确实实耐磨性能比高锰钢好得多。
一、超高锰钢与高锰钢比较：l、初始硬度比高锰钢高，HB 250—300。
2、冲击韧性相同，铸件不会出现早期断裂现象。
高锰钢冶炼主要工艺的控制
高镒钢是一种抗磨钢，具有良好的强度和韧性，并能在大冲击载荷作用下产生加工硬化，适用于强烈冲击载荷的工况。
某厂高镒钢主要用于制造球磨机衬板、端衬、格子板、破碎机轧臼壁、电铲斗齿等矿山机械。
多年来，依托技术人员的不懈努力研究和工人在生产实践中积累的经验，在高镒钢产品的生产中，已经形成了一套行之有效的生产工艺，尤其是在冶炼技术方面对主要工艺的严格控制已为同行所认可。
本文介绍高镒钢冶炼工艺控制方面的生产经验，为提高高镒钢产品的冶金质量提供参考。
1冶炼生产条件本厂高镒钢冶炼在3t电弧炉中进行，镁碳砖碱性炉衬，氧化剂是铁矿石，还原剂是碳化硅粒，造渣材料是生石灰、萤石、石灰石等。
测温用快速热电偶，变质剂采用1#稀土合金，浇注采用5t漏底包。
2冶炼主要工艺的控制磷的控制在高镒钢冶炼中降磷是技术重点之一,经试验总结出3种行之有效的操作方法。
①在高镒钢返回料中配入20%的碳素废钢，使原材料的平均含磷量控制在0.06%-0.07%,对冶炼过程控制磷不超标起到保障作用。
②在熔化末期坚持流渣操作，至少换新渣三次以上，可降0.01%-0.03%的磷。
氧化法冶炼在氧化前期，采用小块矿石浮在渣面上提高渣中氧化铁含量，去磷效果更明显。
③在还原期控制回磷。
首先控制还原期温度不能偏高（<1550o C）,另外在还原期使用优质、低磷中碳镒铁。
镒碳比的控制镒碳比是高镒钢冶炼过程的一项关键控制因素，针对特定工件，合理的镒碳比决定了该铸件韧性、耐磨性、强度、使用可靠性等性能。
Mn∕C<10z使高镒钢的韧性降低，使用中易于产生断裂，严重影响选矿厂的正常生产。
冶炼中Mn∕C>10的有效办法是严格控制还原期的增碳量，碳粉是传统的扩散脱氧剂,但C含量经常超标。
为此，试验用碳化硅作为扩散脱氧剂，在保证还原期钢液质量的情况下,C含量得到有效控制，Mn/C一直稳定在>10,使衬板质量得到稳定。
还原期的控制高镒钢属高碳、高合金的特殊钢种，还原期的操作对铸件的成品率及使用性能有较大影响，如果还原不彻底，较轻的后果是使铸件在热节部位产生缩孔，降低铸件的力学性能，在使用中易于断裂。
高锰钢书11
§1. 高锰钢特性§1.1.高锰钢铸件技术条件§1.2 高锰钢的化学成分和铸态组织§1.3.高锰钢的铸造性能特点§1.4.高锰钢的加工硬化§1.5.提高高锰钢质量的主要途径§2. 高锰钢的熔炼一高锰钢的熔炼碱性电弧炉熔炼二）碱性感应电炉熔炼§3.高锰钢的热处理§3.1. 铸造高锰钢的水韧处理§3.2.高锰钢水韧处理工艺对低温韧性的影响§3.3.高锰钢水韧处理规范及实例§3.4.高锰钢水韧处理金相组织§3高锰钢铸造工艺§4.高锰钢铸件无冒口浇注1.高锰钢铸件冒口补缩距离2、高锰钢铸件无冒口铸造二.高锰钢铸件无冒口浇注铸型三、V法铸造开冒口落注高锰钢铸件第2章铸钢的电弧炉熔炼技术§2.1 电弧炉结构及工作原理高锰钢熔铸生产实例（优质钢高锰钢铸件生产技术及应用实例）邓宏运胡祖尧章舟编著前言第一章高锰钢特性1.1高锰钢铸件技术条件1.2高锰钢的化学成份和铸态组织1.2.1高锰钢的化学成份1.2.2化学成份对高锰钢性能的影响1.2.3铸态组织1.3高锰钢的铸造性能特点1.3.1流动性好1.3.2热裂倾向大1.3.3热应力大1.3.4易产生粘砂1.4高锰钢的加工硬化1.5提高高锰钢质量的途径1.5.1细化晶粒1.5.2消除碳化物1.5.3改进高锰钢的耐磨性第2章铸钢的电弧炉熔炼2.1电弧炉结构及工作原理2.1.1电弧炉结构2.1.2 电弧炉工作原理2.2 铸钢的电弧炉熔炼工艺特点与碱性电弧炉特钢的冶炼技术2.2.1铸钢的电弧炉熔炼工艺特点2.2.2碱性电弧炉特钢的冶炼技术2.2.2.1氧化法冶炼特点2.2.2.2不氧化法冶炼特点2.2.2.3返回吹氧法冶炼特点2.3电弧炉冶炼铸钢熔化期的质量控制2.3.1熔化期的作业程序及质量控制2.3.1.1熔化期快速熔化炉料2.3.1.2熔化期准备工作2.3.2熔化期的作业技巧2.3.2.1吹氧时氧压的控制2.3.2.2吹氧助熔的方法2.3.2.3缩短熔化期的措施2.3.3熔化期各种异常情况的分析处理方法2.3.3.1熔化期不导电原因及处理方法2.3.3.2炉料的“搭棚”塌料现象及处理方法2.3.3.3熔化末期炉底粘冷钢原因及检查处理方法2.3.3.4吹氧助熔塌料会造成大沸腾现象及预防处理的方法2.4电弧炉冶炼铸钢氧化期的质量控制2.4.1氧化期的作业程序及关键2.4.1.1氧化前的测温2.4.1.2氧化期造渣2.4.1.3氧化方法2.4.1.4氧化技术控制2.4.1.5净沸腾2.4.1.6扒渣2.4.2氧化期的作业2.4.2.1氧化期吹氧方法2.4.2.2氧化期使用矿石的方法2.4.2.3氧化期要做到高温氧化均匀沸腾，保证脱碳量2.4.2.4符合规定要求、顺利进行冶炼2.4.2.5氧化期造泡沫渣的技术2.4.2.6快速去磷技术措施2.4.2.7合理控制脱磷与脱碳操作2.4.2.8影响炉渣的流动性的因素2.5电弧炉冶炼铸钢氧化期作业异常情况的原因及处理技术2.5.1脱碳快、去磷慢2.5.2取磷快、脱碳慢2.5.3碳、磷下降慢，甚至不发生氧化反应2.5.4碳已经氧化到终点，熔池温度已升，而磷还高2.5.5炉壁剥落2.5.6氧化后期炉渣有时会变得粘稠2.5.7加矿石氧化时会引起爆发性大沸腾2.6电弧炉冶炼铸钢还原期的质量控制2.6.1还原期白渣作业关键程序2.6.1.1造稀薄渣2.6.1.2予脱氧操作2.6.1.3变渣操作2.6.1.4搅拌分析2.6.1.5调整化学成份2.6.1.6出钢2.6.2还原期作业技巧2.6.3还原期脱碳操作方法2.6.4还原期薄壁吹氧操作2.6.5除渣后加入烤红石灰用大功率供电造渣2.6.6还原期采用大渣量造渣2.6.7还原期要封闭好炉子进行冶炼2.6.8还原期为保证还原气氛要不断加入碳粉和硅粉2.6.9还原期白渣脱氧应保持一定时间做到白渣下出钢2.6.10还原期避免停电后期升温2.6.11还原期冶炼温度控制的重要性2.6.12还原期降低钢中夹杂物的途径2.6.13还原期钢的合金化方法2.6.14还原期冶炼操作对合金元素回收率的影响2.6.15还原期控制化学成份的经验方法2.7电弧炉冶炼铸钢还原期异常情况分析判断及处理方法2.7.1炉渣增碳因素分析2.7.2出炉内冒出的烟尘气氛来判断渣况2.7.3从渣子颜色判断渣况2.7.4石渣火焰分析及变渣方法2.7.5熔池温度判断2.8电弧炉冶炼铸钢还原期质量事故分析与预防处理方法2.8.1元素出格原因及防止措施2.8.2预防化学成份不合格的几种规定2.8.3还原期质量事故的处理规定第3章高锰钢的电弧炉冶炼技术3.1高锰钢电弧炉冶炼的基本原理及过程控制3.1.1炉渣的作用3.1.2炉渣的性质3.1.3炉渣的粘度3.2高锰钢电弧炉冶炼的基本原理3.2.1硅和锰的氧化3.2.2脱磷3.2.3脱碳3.2.4脱氧3.2.5脱硫3.3冶炼高锰钢工艺操作规程3.3.1碱性电弧炉氧化法冶炼高锰钢工艺操作规程3.3.2碱性电弧炉不氧化法冶炼高锰钢工艺操作规程3.4高锰钢铸造性能和高锰钢浇注温度的控制3.4.1高锰钢铸造性能3.4.2高锰钢浇注温度的控制第4章高锰钢的碱性感应电炉熔炼4.1熔炼用中频感应炉§4.1.1 中频电磁感应熔炼炉的工作原理及组成§4.1.2感应熔炼电炉成型炉衬的应用§4.1.3中频感应电炉的试炉及熔炼操作注意的问题§4.1.4中频感应电炉的维护保养与安全操作及事故处理§4.1.5中频感应熔炼炉启动时6种故障分析及处理§4.1.6中频感应熔炼炉运行中14种故障处理4.2.碱性感应电炉的熔炼第5章高锰钢的热处理5.1铸件的清理5.2铸件的热处理工艺5.2.1加热处理5.2.2加热温度和保温时间5.2.3淬火5.3高锰钢水韧处理工艺对低温韧性的影响5.4规范及实例5.5金相组织第6章优质钢高锰钢铸件的生产技术及应用实例6.1优质钢高锰钢铸件的生产技术6.1.1高锰钢的化学成份对组织和性能的影响6.1.2高锰钢的冶炼技术6.1.3浇注前钢液的静量及温度的控制6.1.4高锰钢的热处理6.2延长高锰钢铸件使用寿命的途径6.3提高挖掘机斗齿寿命的途径6.4提高高锰钢在湿磨条件下的耐磨性6.5含铬高锰钢6.6高锰钢履带板铸件添加稀土6.7加稀土熔炼高锰钢改善性能§1. 高锰钢特性§1.1.高锰钢铸件技术条件高锰钢是1种抗磨钢.所谓抗磨钢是指在没有润滑的条件下经受磨粒的摩擦而具有高抗磨性的钢种。
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。
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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。
因为这些原因使其在今天的许多工程机械中以表现出不适应性。
4改性高锰钢为了克服传统高锰钢的不足，提高屈服强度和耐磨性，以满足使用要求。
在原高锰钢的成分基础上，适量添加Ti，V，Nb，W，B，N 和Re 元素，形成高熔点化合物，细化晶粒来发挥作用。
通过加入Cr，Mo，Ti 和V 等碳化物形成元素，使其产生综合作用，以改变高锰钢中碳化物弥散分布的形态，获得以M 23C 6为主的粒状碳化物，使其弥散分布于奥氏体基体上，有效地提高了耐磨性，不仅在高冲击应力下具有良好的耐磨性，而且在低应力条件下仍很耐磨。
4.1提高C 含量改性高锰钢C 在ZGMnl3钢中一部分固溶在钢中，一部分与Fe ,Mn 形成碳化物，提高钢的硬度和耐磨性。
在非强烈冲击工况条件下，在含C 量超过1%时，每增加0.1%C，耐磨性提高5%～10%，高碳高锰钢的耐磨性远高于ZGMn13。
M/C＜10利于提高耐磨性。
4.2降低碳锰含量介稳奥氏体高锰钢--奥氏体中锰钢Mn 在钢中是促进奥氏体形成元素，在保证奥氏体组织的前提下，随着Mn 含量降低，奥氏体稳定性下降，但加工硬化能力增强。
4.2.1介稳奥氏体锰钢介稳奥氏体锰钢是在ZGMnl3的基础上，适当降低碳锰含量，并加入一定含量的铬，从而降低奥氏体稳定性，增强加工硬化能力。
大致成分为:Mn 8.0～9.5%，C1.00～1.20%，Cr2.0～2.5%，Si<0.8%。
介稳奥氏体锰钢在形变时形成大量孪晶，孪晶带薄，孪晶间距小，并有ε马氏体出现。
冲击载荷作用小时，其加工硬化速度快，可迅速形成高硬度的稳定的硬化层，抗冲击磨料磨损的能力大幅度提高。
4.2.2中锰钢中锰钢经水韧处理后得到不稳定的奥氏体组织，在压缩和冲击条件下塑性变形，诱发产生大量形变马氏体，从而迅速硬化。
由于形变马氏体的强化远高于普通高锰钢层错强化，故中锰钢的耐磨性远高于介稳奥氏体锰钢4.3既提高Mn含量，又提高C的含量的超高锰钢超高锰钢是在普通高锰钢成分的基础上通过提高碳锰含量发展而来的。
它既具有高的加工硬化速率，又保持了高韧性的奥氏体组织，在中低冲击工况下，也具有良好的耐磨性。
提高锰含量可以固溶较多的合金元素，再通过变质处理和沉淀强化处理，就能进一步提高韧性和加工硬化能力。
在尽可能降低P、S的基础上，提高含锰量，可以提高奥氏体的稳定性，阻止碳或碳化物析出。
提高含锰量不仅使强度、塑性提高，而且提高了低温下的抗脆性破坏能力。
可以在严寒气候下使用。
其化学成分大致为:C1.53%，Si0.55%，Mn18.2%，Cr2. 65%，Ti0.22%，Re0.35%,P<0.06%,S<0.05。
Mn/C＞10利于保证韧性。
4.4合金化高锰钢在ZGMn13钢中添加合金元素Cr，Mo，V形成合金高锰钢。
合金元素的加入主要是控制碳化物的析出和改善屈服极限。
高锰钢中合金元素的主要作用如下所述;铬:合金元素Cr是固溶强化和碳化物形成元素，一般用量1.5%～3.0%。
Cr能提高钢的淬透性和耐磨性，也能提高钢的屈服强度，但是在常温下随铬含量的增加，高锰钢的冲击韧性有所降低。
铬的加入不仅可以形成碳化物，还降低了奥氏体的稳定性，加工硬化速度快，可迅速形成高硬度的稳定硬化层。
鉬:合金元素Mo可以缓解碳的扩散速度，能抑制碳化物的析出和珠光体的形成。
含Mo钢经过强化处理后，可获得较高的屈服强度，且韧性不降低，当钢中加入0.5%～0. 6%的Mo时，钢的强度、塑性和冲击韧性提高20%-30%。
鉬能改善奥氏体沿树枝晶发展的倾向，鉬的加入还可阻止奥氏体晶粒在热处理时加热和保温过程中的长大。
鉬提高奥氏体的稳定性，提高大截面铸件心部的塑韧性。
镍：镍也提高奥氏体的稳定性，提高大截面铸件心部的塑韧性。
钒:是C，N化合物形成元素，在高锰钢中有细晶强化和弥散强化作用。
钒的加入使硬度提高，当含量较高时冲击韧性下降。
稀土元素:RE的加入可净化钢液、细化晶粒、抑止碳化物的生长和改善夹杂物形态、分布的作用。
硅:硅促使枝晶粗大及碳化物的形成。
硅含量大于0.65%,钢的裂纹倾向增加，在高锰钢中硅的含量一般控制在0.6%以下。
5高锰钢的稀土变质处理因为碳化物析出导致高锰钢韧性迅速降低的一个重要因素，这些碳化物通常趋于沿奥氏体的晶界析出，并且这些碳化物往往呈现出对材料韧性最不利的片状或针状。
利用稀土元素对晶界和相界明显的净化作用，对碳化物形核过程的影响以及对析出相的改性作用，可通过稀土元素对合金化的高锰钢进行变质处理改变析出碳化物在奥氏体基体中的分布状态和碳化物的形态，在奥氏体锰钢基体上获得颗粒状的碳化物并使之均匀分布于奥氏体晶粒内部，从而抑制由于不利的析出相分布和形态给材料韧性带来的影响。
高锰钢加入稀土后，晶粒得到细化，碳化物数量减少，其力学性能得到了显著提高，加入稀土硅合金为0.3%-0.5%的水韧态高锰钢力学性能较好。
6高锰钢的组织和性能6.1高锰钢的显微组织常用的耐磨高锰钢为ZGMn13型，其化学成分大致为C:0.9～1.4%,Mn:11～14%, Si:0.3～0.6%,S≤0.04%,P≤0.07%;在此基础上还可以添加Cr,Ni等合金元素进行合金化和变质处理，形成合金耐磨高锰钢。
图1.1为含13%Mn的Fe-Mn-C三元合金相图的截面图。
由于Mn的加入，临界点S和E明显左移。
铸件在铸造结晶的过程中，冷速缓慢，室温时组织是以奥氏体为基体，晶内和晶界存在大量块状、条状或者针状碳化物，晶界上碳化物呈网状，如图1.2(a)所示。
高锰钢的铸态组织的特点使其性能很差，需经过水韧处理后才能使用。
经过水韧处理后的组织应为单一的奥氏体组织，但由于冷速不足，固溶温度低，保温时间短，导致碳化物不能完全溶解，而在晶内或晶界残留有少量的碳化物，如图1.2(b)所示。
当高锰钢受到冲击、压力等应力作用产生加工硬化，其显微组织会出现许多滑移带，甚至出现晶粒扭曲、滑移带弯曲或滑移台阶，如图1.2(c)所示。
图1.1Fe-Mn-C三元合金相图(含13%Mn)(a)铸态组织(b)水韧组织(c)加工硬化后组织图1.2高锰钢的显微组织6.2高锰钢的性能高锰钢的物理性能高锰钢的液相线温度为1400℃，固相线温度为1350℃,随着高锰钢的含碳量增加液相线温度和固相线温度降低。
高锰钢的固态密度为7.930g/cm3，它的电阻率比铁的大将近3倍，铸态高锰钢经水韧处理后得到单相奥氏体，无磁性，其导磁率为μ=1.003～1.03。
硬度高锰钢的硬度有三种，一是铸态硬度，二是水韧处理后硬度，三是加工硬化层硬度。
铸态组织中有大量的碳化物和共析分解的珠光体组织，钢的硬度较高，约为200HB-230HB。
铸态组织的硬度高低与钢中碳含量及其它合金含量有关，碳含量增加组织中的碳化物数量增多，钢的硬度增加。
水韧处理后，钢的硬度与合金成分的关系由固溶强化的程度决定，但固溶强化的作用不及碳化物的作用。
水韧处理后奥氏体的硬度约为170～230HB。
高锰钢实际使用硬度是表层的加工硬化硬度，可高达600HB。
锰在奥氏体中为置换固溶体，锰含量增加，加工硬化速度下降，对耐磨性不利。
碳对高锰钢的加工硬化性影响很大，随着碳含量的增加，耐磨性提高。
适当的化学成分和热处理可以使碳化物的形态和数量发生改变，从而影响钢的耐磨性。
此外加工硬化和实际工矿条件对钢的耐磨性也有很大的影响。
7高锰钢的生产工艺要点7.1高锰钢的电弧炉冶炼高锰钢在电弧炉中冶炼时有氧化法和不氧化法两种工艺。
常用的氧化法冶炼工艺而言，必须做到下述几点：（1）配碳量应保证氧化期脱碳量在0.30%以上；（2）炉料熔化到60%～80%以后，扒推料并加助熔碎铁矿石为料重的1%左右；（3）熔化期总渣量为钢液质量的2%～4%,氧化期为2%～5%；（4）化清后，若熔池中磷高时可流渣或扒渣，若碳低时可先增碳后在氧化；（5）测温时间不少于20s时，加矿石氧化，每批矿为料重的1%～5%.两批间隔时间为6～7min,分2～3批加入;（6）最后一批矿石加入5min后搅拌，待碳合乎要求后，加锰铁，调整碳的成分，使钢液中锰含量达到0.20%以上；（7）清洁沸腾后3～5min搅拌，取样分析[C],[Mn],[P],并使[P]<0.02%;（8）熔池平静，用秒表测定温度，不少于45s时，可扒除全部氧化渣；（9）出渣后迅速加稀薄渣料，渣量为料重的2%。
石灰：萤石=1：1，并加0.3%Si-Fe,1%Mn-Fe;(10)稀薄渣形成后，加入烘烤过的Mn-Fe，使终[Mn]达到中下限；(11)加入Mn-Fe后搅拌，并加入还原渣料3%～4%。
石灰：萤石：碳粉：硅铁粉=4：1：1.5：1，使形成弱电石渣，并关闭炉门15min左右，搅拌取样分析[C],[Si],[Mn],[P];(12)每隔5～7min加一批碳粉和硅铁粉，保持炉内呈还原性气氛，并用石灰调渣；(13)还原后取渣样分析，要求（MnO）+（FeO）≤1.5%;(14)钢液化学成分合格，渣样呈白色，待超过45s后准备出钢。