高锰钢造型材料
高锰钢与超高锰钢铸件生产技术要点
经验交流 《铸造技术》12/2005图2 采用覆盖剂保护熔炼浇注的镁合金试样Fig.2 Magnesium alloy specimen with covering agentprotecting during melting图3 试样的SEM 断口形貌Fig.3 Fractography of the specimen平面应变条件下做低能量撕裂的断口,说明材料有较好的塑性。
在该合金试样的断口上未发现明显的气缩孔,说明该合金试样较为致密。
浇注成功与新模具的浇注方式,补缩与渣流冒口有关。
3 室温力学性能 加入Sr 和稀土元素Y 和Nd 后,AM60B 镁合金的屈服强度和抗拉强度均得到改善,屈服强度达到了82.92M Pa ,比AM60B 镁合金提高了32%,断裂强度为211.20M Pa ,比AM60B 镁合金提高了24%。
4 结论(1)采用覆盖剂保护熔炼,制备了较为致密、合格的AM60B 及AM60B +(Sr ,Y ,Nd )合金试样。
(2)加入元素Sr 和稀土元素Y 、Nd 后,AM60B镁合金的屈服强度和抗拉强度均得到改善,试样具有较好的塑性。
参考文献[1] B.L.M ordike ,T Ebert.Magnesium Properties 2Applications 2Potential[J ].Mater.Sci.Eng.,2001,(302):37245.[2] 王渠东,曾小勤,吕宜振,等.高温铸造镁合金的研究与应用[J ].材料导报,2000(3):21223.[3] A Luo.Recent Magnesium Alloy Development for Autom otivePowertrain Applications [J ].Materials Science Forum ,2003(4192422):57266.[4] Y.G okan ,A.Suzuki ,S.Nozawa ,et al.Developmentof Heat Resistant Mg 2Zn 2Al 2Ca 2RE Diecasting Alloys[J ].Materials Science Forum ,2003(4192422):4512456.[5] 余 琨,黎文献,李松瑞,等.含稀土镁合金研究与开发[J ].特种铸造及有色合金,2001(1):41243.收稿日期:2005205220; 修订日期:2005210224作者简介:袁建路(19672 ),河北石家庄人,副教授.研究方向:金属成形工艺的研究.高锰钢与超高锰钢铸件生产技术要点李德臣(沈阳新科龙铸造材料厂,辽宁沈阳110021)Mai n Poi nt s f or Hi g h S t e el a n d S up e r Ma n ga ne s e s S t e el of Pr o d uc ti v e Te c h ni q ueLI De 2chen(Shengyang X inK eLong Foundry Materials Works ,Shenyang 110021,China )中图分类号:T G269 文献标识码:B 文章编号:100028365(2005)1221168202 在高能量冲击的工作条件下,高锰钢与超级高锰钢铸件的应用范围是广阔的。
关于高锰钢的若干问题
关于高锰钢的若干问题通常高锰钢含13%Mn，已有百余年历史，至今尚有一些问题在这里讨论一下，可能对读者有所裨益。
1 常用高锰钢1.1 国内近20年来，由于过去滥用高锰钢，在一些原不该用高锰钢的场合也用了。
后来人们用其它材料代替了高锰钢，取得了很大成绩。
但这并不是说高锰钢的用途越来越小，不值得重视了。
其实不然，高锰钢仍拥有巨大市场，其中绝大多数是Mn13，其次则是含铬的Mn13Cr2。
此外，还有加入其它合金元素的高锰钢(见表1)［1］。
表1 高锰钢的典型成分Tab.1 Typical composition of high manganese steel %1.2 加入各种合金元素后的力学性能，如图1至图4［1］所示，从中可以看到几个问题：(1) 薄断面(25 mm)的性能均优于厚断面(150 mm)，这是由于厚断面中碳的偏析比较严重所致［2］，这也是在对待厚断面高锰钢件时应该十分注意的一个问题。
(2) 通常高锰钢的σs只有350 MPa左右，使高锰钢件在服役中易于产生流变，流变使生产操作十分不便，而且甚至会产生严重的后果。
加入Cr、Mo、Ni等元素可以提高σb ，但主要的着眼点却在于提高σs(图1、2)，其中含Cr或Mo的高锰钢可达σs 410 MPa，那种高屈服点的高锰钢σs可达660 MPa。
有人以为加Cr可以提高耐磨寿命，但实践并未观察到这一现象。
(3) 加Mo可以提高σs，而不牺牲韧性，这点优于加铬。
加Mo可提高铸态高锰钢的力学性能(δ＞20%，αK(夏氏)＞53 J/cm2），因此有些铸件若不适宜进行热处理，可以采用这种措施。
由于Mo与C易于结合，使C在钢中的溶解减慢，推迟碳化物的析出［3］，并指出加入1.0%Mo可基本上消除铸态碳化物，韧性得以提高。
Mo的这一特点就赋予高锰钢一些方便之处，也就是在铸造、切割、焊补时不易产生裂纹(指碳低时)。
Mo既然能抑制淬火时碳化物的析出，因此适用于厚壁铸件及高碳铸件。
高锰钢简介
锰锰最重要的用途就是制造合金----锰钢锰钢的脾气十分古怪而有趣：如果在钢中加入2.5—3.5％的锰，那么所制得的低锰钢简直脆得象玻璃一样，一敲就碎。
然而，如果加入13％以上的锰，制成高锰钢，那么就变得既坚硬又富有韧性。
高锰钢加热到淡橙色时，变得十分柔软，很易进行各种加工。
另外，它没有磁性，不会被磁铁所吸引。
现在，人们大量用锰钢制造钢磨、滚珠轴承、推土机与掘土机的铲斗等经常受磨的构件，以及铁锰锰轨、桥梁等。
高锰钢高锰钢(high manganese steel)是指含锰量在10％以上的合金钢。
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。
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。
高锰钢极易加工硬化，因而很难加工，绝大多数是铸件，极少量用锻压方法加工。
高锰钢的铸造性能较好。
钢的熔点低(约为14()()℃)，钢的液、固相线温度间隔较小，(约为50℃)，钢的导热性低，因此钢水流动性好，易于浇注成型。
高锰钢的线膨胀系数为纯铁的1．5倍，为碳素钢的2倍，故铸造时体积收缩和线收缩率均较大，容易出现应力和裂纹。
为提高高锰钢的性能进行过很多合金化、微合金化、碳锰含量调整和沉淀强化处理等方面的研究，并在生产实践中得到应用。
介稳奥氏体锰钢的出现则可较局gao大幅度降低钢中碳、锰含量并使钢的形变强化速度提高，可适用于高和中低冲击载荷的工况条件，这是高锰钢的新发展。
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0.75％－1.45％。
高锰钢材料参数范文
高锰钢材料参数范文高锰钢（High Manganese Steel，简称Hadfield Steel）是一种含有较高锰含量的耐磨钢材料。
它的主要特点是具有很高的硬度、耐磨性和抗冲击性能，被广泛应用于铸造、冶金、矿山、建筑等领域，特别适用于耐磨性要求较高的工作环境。
高锰钢的主要成分是铁（Fe）和锰（Mn），其中锰含量通常在11%至14%之间，且含碳量低于 1.2%。
高锰钢的组织主要由渗碳体和铁素体组成。
在正常状况下，高锰钢的硬度可达到HB180-220，抗拉强度为600-900MPa，屈服强度为300-600MPa，延伸率为40%-60%。
高锰钢是一种具有热硬化性能的钢材，即经过冷加工后可以在受热过程中获得更高的硬度。
高锰钢的主要特点如下：1.耐磨性：高锰钢具有出色的耐磨性，能够在强烈的冲击和摩擦作用下保持较好的表面硬度和耐磨性，适用于需要长时间使用和频繁装卸的工作环境。
2.高韧性：高锰钢具有极高的抗冲击性能，即使在低温环境下也能够保持较高的韧性，不易发生断裂和破碎。
3.提高工作效率：由于高锰钢具有优异的耐磨性，可以延长设备的使用寿命，减少维护和更换的频率，提高工作效率和生产效益。
4.易加工性：高锰钢具有较好的切削加工性能，可以通过钣金加工、冲压和焊接等方式进行加工和制造，满足不同工作环境的需求。
5.抗腐蚀性：高锰钢具有一定的抗腐蚀性能，可以在一定程度上抵抗酸、碱等介质的侵蚀，适用于潮湿、腐蚀环境下的工作。
根据以上的特点，高锰钢被广泛应用于各个领域，包括矿山、建筑、铸造、煤矿、水泥等工业领域。
在建筑领域，高锰钢常用于制造抗磨地坪、护板、矿山车辆、破碎机等设备的零部件。
在铸造领域，高锰钢被用于制造高铬铸铁的模具，提高铸件的抗冲击性能。
在矿山领域，高锰钢被用于制造矿石破碎机的重要零部件，提高设备的使用寿命和工作效率。
总之，高锰钢以其良好的耐磨性、抗冲击性和韧性等特点，被广泛应用于各个领域，提高了设备的使用寿命和工作效率，满足了不同工作环境的需求。
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。
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。
我国高锰钢的型号
我国高锰钢的型号1. 引言高锰钢是一种含锰量较高的特种钢材，具有优异的耐磨性、耐蚀性和高温强度等特点。
我国在高锰钢的研发和生产方面取得了显著的成就，形成了一系列具有自主知识产权的高锰钢型号。
本文将介绍我国高锰钢的型号及其特点。
2. 型号分类我国的高锰钢型号根据其化学成分、力学性能和应用领域等因素进行分类。
根据国家标准，我国高锰钢型号主要分为以下几类：2.1 高锰奥氏体耐磨钢高锰奥氏体耐磨钢是一种具有高硬度和高耐磨性的钢材，常用于矿山、建筑、冶金等领域的耐磨零部件制造。
我国的高锰奥氏体耐磨钢主要有以下型号：•Mn13•Mn13Cr2•Mn18•Mn18Cr2这些型号的高锰奥氏体耐磨钢具有较高的硬度和耐磨性，能够在恶劣的工作环境中保持较长的使用寿命。
2.2 高锰奥氏体耐酸钢高锰奥氏体耐酸钢是一种具有抗腐蚀能力的钢材，常用于化工、石油、冶金等领域的耐酸设备制造。
我国的高锰奥氏体耐酸钢主要有以下型号：•Mn13Cr2Ni•Mn13Cr2NiMo•Mn18Cr2NiMo这些型号的高锰奥氏体耐酸钢具有较好的耐蚀性和高温强度，能够在酸性环境中长期稳定工作。
2.3 高锰奥氏体耐磨耐酸钢高锰奥氏体耐磨耐酸钢是一种同时具有高硬度、高耐磨性和抗腐蚀能力的钢材，常用于冶金、矿山、化工等领域的耐磨耐酸设备制造。
我国的高锰奥氏体耐磨耐酸钢主要有以下型号：•Mn13Cr2NiMo•Mn18Cr2NiMo这些型号的高锰奥氏体耐磨耐酸钢具有较高的硬度、耐磨性和耐蚀性，能够在恶劣的工作环境中保持较长的使用寿命。
3. 型号特点我国高锰钢的型号在化学成分、力学性能和应用特点上各有不同，下面将介绍各个型号的特点。
3.1 Mn13Mn13型高锰奥氏体耐磨钢具有较高的硬度和耐磨性，适用于制造矿山设备的耐磨零部件，如破碎机的颚板、锤头等。
其主要特点包括：•化学成分：C≤1.20%，Mn≥12.00%•强度：σb≥685MPa•硬度：HB≥2003.2 Mn13Cr2Mn13Cr2型高锰奥氏体耐磨钢在Mn13的基础上添加了Cr元素，提高了其硬度和耐磨性，适用于制造对抗较严重磨损的零部件。
高锰钢材料参数
高锰钢材料参数
高锰钢是一种具有高强度、高耐磨性能的特种钢材料。
它由铁、碳、锰、硅等多种元素组成，具有良好的机械性能和热处理性能，被
广泛应用于工业生产和民用领域。
高锰钢的主要化学成分为碳、锰、硅、磷、硫和铁。
其中，锰含
量最高，可达到11%-14%，可以有效提高钢的硬度和耐磨性。
而碳含量在0.8%左右，不仅可以提高钢材的强度，还可以提高钢材的韧性。
硅
则能够提高高锰钢的耐磨性和耐腐蚀性，保证其质量。
高锰钢的机械性能是其最为突出的特点之一。
它的硬度可以达到HRC55-65，强度可以达到1400MPa以上。
这样高的机械性能使得高锰
钢在建筑、挖掘机、矿山、港口等重型工业设备中广泛应用，如挖掘铲、磨损件、铰链、机械零部件等，可以有效地提高设备的耐用性和
使用寿命。
高锰钢的热处理性能也非常出色。
通过淬火和回火处理，可以进
一步提高其强度和硬度，使其具有更好的耐磨性和耐蚀性。
此外，高
锰钢也可以进行热处理后车削、拍板等加工工艺，可制作成各种机械
部件。
总的来说，高锰钢的性能优异，广泛应用于各种重工业领域和民
用领域。
在选用高锰钢时，需要根据具体情况选择不同的类型和规格，以确保其可靠性和稳定性。
同时，高锰钢的生产和使用也需要严格遵
守相关的制造和使用标准，以确保其质量和安全。
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高锰钢造型材料
目前，内许多厂家在应用消失模工艺生产高锰钢铸件时，多采用石英砂作为造型材料，所用的涂料大都是水基镁砂粉，刚玉粉、锆英粉等涂料，不仅成本高，而且许多性能也不够理想。
因此，必须开发与研制性能优良，成本低廉，而且适用于消失模铸造生产高锰钢铸件的涂料及造型材料。
经过试验，采用镁橄榄石粉作为骨料配制的水基镁橄榄石粉涂料以及用镁橄榄石砂作为造型材料生产高锰钢铸件取得了较好的效果。
1 镁橄榄石砂(粉)的性能
镁橄榄石砂与传统的石英砂相比有如下特点：
(1)导热性能好，热膨胀缓慢均匀，不易产生夹砂。
(2)无游离的SiO
存在，无硅尘危害，浇注时无CO气体产生，生产环境良
2
好。
(3)耐火度高(1 700 ℃)，抗金属氧化物侵蚀能力强，特别对高锰钢铸件有很高的化学稳定性，能有效防止铸件的化学粘砂和机械粘砂，铸件表面光洁，轮廓清晰，尺寸准确，合格率高。
(4)回收利用率高。
此外，用镁橄榄石粉作为涂料具有触变性好，屈服值适宜、悬浮率高，易涂挂，涂层强度高，高温爆热不开裂、抗粘砂性强、铸件表面光洁、涂层烧结成壳自行剥离等优良性能。
镁橄榄石砂(粉)属碱性，抗碱性熔渣能力强，而且耐火度高，能抵御高锰钢金属液体的冲刷，同时成本较低，将其应用于高锰钢铸件的消失模铸造中已显示出优越性。
2 镁橄榄石粉涂料
随着消失模铸造工艺的发展和应用，涂料技术在整个工艺中的地位显得越来越重要。
涂料能提高泡沫塑料模样的强度和刚度，防止在填砂振动时模样破坏或变形，防止金属液渗入型砂或铸型塌陷，保证铸件的表面光洁。
涂料性能的好坏及成本的高低直接影响到铸件的品质以及产品的经济效益。
经过无数次的试验，选定了1个比较合理的配制方法，效果十分理想。
高锰钢属碱性金属液，因此需配制碱性较强的涂料。
2.1 混制工艺
粘结剂+镁橄榄石粉
无水碳酸钠+膨润土搅匀入罐+CMC+乳白胶搅拌4 h出料。
2.2 涂敷工艺
采用浸涂及刷涂相结合的方法涂敷涂料。
先用浸涂的方法进行大面积浸涂，局部涂挂不良之处，再进行刷涂，然后将其平稳地放入烘房进行烘烤，烘干温度为45～50 ℃。
烘干后再刷第2遍，使涂层厚度在1～2 mm以内。
第1遍涂料稍稀一点，第2遍、第3遍涂料里应适当加入发泡剂以增加涂层的透气性。
用镁橄榄石粉配制的涂料成功地生产了磁性衬板(最小8 kg，壁厚8 mm)、电铲斗齿(130 kg)、球磨机衬板、格子板等十几种，最大的有300多公斤，铸件表面光洁、平整、无粘砂现象。
3 镁橄榄石砂造型
石英砂因其成本低廉，倍受国内许多铸造厂家的青睐。
石英砂属酸性材料，其中的SiO
极易与呈碱性的高锰钢金属液中的MnO2发生化学反应，生成低熔点
2
的化合物，从而造成严重的化学粘砂，影响铸件的外表光洁度，有些甚至造成铸件的报废。
因此，在高锰钢的消失模铸造中，采用石英砂作为造型材料是不适宜的。
镁橄榄石砂属碱性材料、耐火度高，而且价格适中，同时不会产生硅尘污染，用镁橄榄石砂生产高锰钢铸件将不会产生以上现象，铸件的表面光洁度大大提高，且浇注后90%的砂子还可以回用。
2年多的生产实践证明，该镁橄榄石砂是生产高锰钢件理想的造型材料。
4 效益
以镁砂粉涂料为例，其中的骨料为电熔镁砂粉3 000～3 400元/t，而镁橄榄石粉为400～600元/t，仅骨料每吨可节约2 600～2 800元/t。
从中计算出每吨高锰钢铸件可节约涂料费用52～56元。
再加上因使用镁橄榄石砂而降低废品率所节约的费用，经济效益是十分可观的。