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Mn元素对钢的组织与性能的影响

时间:2019-05-14? 来源:青岛丰东热处理 ?编辑:青岛丰东热处理 点击: 次
对钢的显微组织及热处理的作用
1)锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,工业用钢中一般均含有一定量的锰;
2)锰股溶于铁素体和奥氏体中,扩大奥氏体区,使临界温度A4点升高,A3点降低,(α和γ)区下移,当锰的质量分数超过12%时,上临界点降至室温以下,使钢在室温时形成单一奥氏体组织。在降低共析温度时,使共析体中的碳含量减少;
3)锰剧烈降低钢的Ar1和马氏体转变温度(其作用仅次于碳)和钢中相变的速率,提高钢的淬透性,增加残留奥氏体含量
4)使钢的调质组织均匀、细化,变了渗碳层中碳化物的聚集成块,但增大了高的过热敏感性和回火脆性倾向;
5)锰是弱碳化物形成元素。
对钢的力学性能的作用
1)锰强化铁素体或奥氏体的作用不及碳、磷、硅,在增加强度的同时,对延展性无影响;
2)锰可细化珠光体,显著提高低碳和中碳珠光体钢的强度,使延展性有所降低;
3)通过提高淬透性而提高了调质处理索氏体钢的力学性能;
4)在严格控制热处理工艺、避免过热时的晶粒长大以及回火脆性的前提下,锰不会降低钢的韧性。
对钢的物理、化学及工艺性能的作用
1)随锰含量的增加,钢的热导率急剧下降,线膨胀系数上升,使快读加热或冷却时形成较大内应力,工件开裂清晰增大;
2)使钢额电导率急剧下降,电阻率相应增大,电阻温度系数下降;
3)使矫顽力增大,饱和磁感、剩余磁感和磁导率均下降,因而锰对永磁合金有利,对软磁合金有害;
4)锰含量很高时,钢的抗氧化性能降低;
5)使钢中的硫形成较高熔点的MnS,避免了境界上的FeS薄膜,消除钢的热脆性,改善热加工性能;
6)高锰奥氏体钢的变形阻力较大,且钢锭柱状结晶明显,锻轧时较易开裂;
7)由于提高了淬透性和降低了马氏体转变温度,对焊接性能有不利影响。在适当范围内降低碳含量。
在钢中的作用
1)易切削钢中常有适量的锰和磷,MnS夹杂物使切屑易于脆断;
2)普通低合金钢中利用锰来强化铁素体和珠光体,提高钢的强度,锰的质量分数一般为1%~2%;
3)渗碳和调质合金结构钢额许多系列中含量质量分数不超过2%的锰;
4)弹簧钢、轴承钢和工具钢中利用锰强烈提高淬透性的作用,可采用油淬和空冷的淬火工艺,减少开裂、扭曲和变形;
5)耐磨钢、无磁钢、不锈钢、耐热钢,包括高碳高锰耐磨铸钢(锰的质量分数10%~14%),中碳高锰无磁钢(锰的质量分数为18%~19%),高锰耐热钢(以Mn代替Ni的耐热钢,或含有Al、Mo、V等)。

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