上海鋼啟鋼鐵貿易有限公司
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Mn13是高錳耐磨鋼(HIGH MANGANESE STELL SCRAP)是抵抗強沖擊、大壓力物料磨損等耐磨材料中的最佳選擇。
高錳鋼最大的特點有兩個:一是外來沖擊越大,其自身表層耐磨性越高;二是隨著表面硬化層的逐漸磨損,新的加工硬化層會連續(xù)不斷形成。Mn13扎制鋼板對強沖擊磨損和大應力磨損有極好的耐磨性能,在使用過程中不會出現(xiàn)破碎,而且具有便于切割、焊接、彎曲等易機械加工性能。傳統(tǒng)使用的高鉻鑄鐵僅僅對移動磨損有較好的耐磨性。Mn13軋制鋼板可以有效降低設備易損件的使用成本并節(jié)省設備檢修費用,提高成品競爭力。
本技術條件適用于厚度為6-20mm的Mn13鋼板,其相關的國家標準和國際標準如下。我國高錳鋼鑄件的國家標準(GB/T5680-1998)牌號有:ZGMn13-1、ZGMn13-2、 ZGMn13-3、ZGMn13-4、ZGMn13-5;美國ASTM奧氏體錳鋼鑄件標準(ASTMA128/A128M-1993)鋼號有:ASTM- A(UNS-J91109)、ASTM-B-1(UNS-J91119)、ASTM-B-2(UNS-J91129)、ASTM-B-3(UNS-J91139)
、ASTM-B-4(UNS-J91149)、ASTM-C(UNS-J91309)、 ASTM-D(UNS-J91459)、ASTM-E-1(UNS-J91249)、ASTM-E-2(UNS-J91339)、ASTM-F(說明:如果用戶無其它要求,一般供給鋼號A鑄件);日本高錳鋼鑄件國家標準[JISG5131(1991)]牌號有:SCMnH1、SCMnH2、SCMnH3、 SCMnH11、SCMnH21;俄羅斯鑄造高錳鋼標準ΓOCT977-1988鋼號有:110Γ13π、110Γ13X2BPπ、110Γ13ΦTπ、 130Γ14 XMΦAπ、120Γ10Φπ;ISO奧氏體錳鋼鑄件國際標準[ISO13521:1999(E)]牌號有:GX120MnMo7-1、GX110MnMo13-1、
GX100Mn13、GX120Mn13、GX120MnCr13 2、GX120MnNi13-3、GX120Mn17、GX90MnMo14、GX120MnCr17-2。
1、高錳鋼的來源
1882年第一次獲得奧氏體組織的高錳鋼,1883年英國人哈德菲爾德(R.A.Hadfield)取得了高錳鋼專利。高錳鋼依其用途的不同可分為兩大類:
2、耐磨鋼
這類鋼含錳10%~15%,碳含量較高,一般為0.90%~1.50%,大部分在1.0%以上。其化學成分為(%): C0.90~1.50Mn10.0~15.0 Si0.30~1.0 S≤0.05 P≤0.10這類高錳鋼的用量最多,常用來制作挖掘機的鏟齒、圓錐式破碎機的軋面壁和破碎壁、顎式破碎機岔板、球磨機襯板、鐵路轍岔、板錘、錘頭等。 上述成分的高錳鋼的鑄態(tài)組織通常是由奧氏體、碳化物和珠光體所組成,有時還含有少量的磷共晶。碳化物數(shù)量多時,常在晶界上呈網(wǎng)狀出現(xiàn)。因此鑄態(tài)組織的高錳鋼很脆,無法使用,需要進行固溶處理。通常使用的熱處理方法是固溶處理,即將鋼加熱到1050~1100℃,保溫消除鑄態(tài)組織,得到單相奧氏體組織,然后水淬,使此種組織保持到常溫。熱處理后鋼的強度、塑性和韌性均大幅度提高,所以此種熱處理方法也常稱為水韌處理。熱處理后力學性能為:σb615~1275MPa σ 0.2340~470MPa ζ15%~85% ψ15%~45% aKl96~294J/cm2 HBl80~225 高錳鋼經過固溶處理后還會有少量的碳化物未溶解,當其數(shù)量較少符合檢驗標準時,仍可使用。 奧氏體組織的高錳鋼受到沖擊載荷時,金屬表面發(fā)生塑性變形。形變強化的結果,在變形層內有明顯的加工硬化現(xiàn)象,表層硬度大幅度提高。低沖擊載荷時,可以達到HB300~400,高沖擊載荷時,可以達到HB500~800。隨沖擊載荷的不同,表面硬化層深度可達10~20mm。高硬度的硬化層可以抵抗沖擊磨料磨損。高錳鋼在強沖擊磨料磨損條件下,有優(yōu)異的抗磨性能,故常用于礦山、建材、火電等機械設備中,制作耐磨件。在低沖擊工況條件下,因加工硬化效果不明顯,高錳鋼不能發(fā)揮材料的特性。 中國常用的高錳鋼的牌號及其適用范圍是:ZGMn13—1(C 1.10%~1.50%)用于低沖擊件,ZGMn13—2(C1.00%~1.40%)用于普通件,ZGMn13—3(C0.90%~1.30%)用于復雜件,ZGMn13-4(C0.90%~1.20%)用于高沖擊件。以上4種牌號鋼的錳含量均為11.0%~14.0%。 在沖擊載荷作用的冷變形過程中,由于位錯密度大量增加,位錯的交割、位錯的塞積及位錯和溶質原子的交互作用使鋼得到強化。這是加工硬化的重要原因。另一個重要原因則是高錳奧氏體的層錯能低,形變時容易出現(xiàn)堆垛層錯,從而為ε馬氏體的形成和形變孿晶的產生創(chuàng)造了條件。常規(guī)成分的高錳鋼的形變硬化層中??梢钥吹礁呙芏任诲e、位錯塞積和纏結。ε馬氏體和形變孿晶的出現(xiàn)使鋼難以變形,尤其是后者的作用更大。上述各種因素都使高錳鋼的硬化層得到很高程度的強化,硬度大幅度提高。 高錳鋼極易加工硬化,因而很難加工,絕大多數(shù)是鑄件,極少量用鍛壓方法加工。高錳鋼的鑄造性能較好。鋼的熔點低(約為14()()℃),鋼的液、固相線溫度間隔較小,(約為50℃),鋼的導熱性低,因此鋼水流動性好,易于澆注成型。高錳鋼的線膨脹系數(shù)為純鐵的1.5倍,為碳素鋼的2倍,故鑄造時體積收縮和線收縮率均較大,容易出現(xiàn)應力和裂紋。 為提高高錳鋼的性能進行過很多合金化、微合金化、碳錳含量調整和沉淀強化處理等方面的研究,并在生產實踐中得到應用。介穩(wěn)奧氏體錳鋼的出現(xiàn)則可較局gao大幅度降低鋼中碳、錳含量并使鋼的形變強化速度提高,可適用于高和中低沖擊載荷的工況條件,這是高錳鋼的新發(fā)展。