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• 發(fā)布時(shí)間：2023-05-09
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【概要描述】高錳鋼(high manganese steel)是指含錳量大于10%的合金鋼。高錳鋼經(jīng)過(guò)固溶處理后還會(huì)有少量的碳化物未溶解，當(dāng)其數(shù)量較少符合檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，仍可使用。高錳鋼的合金元素除C、Mn、Si、S、P外，為改善高錳鋼的性能還添加Ni、Ti、Cr、V、Mo及Nb等。常見的高錳鋼有：ZGMn13-1、ZGMn13-2、ZGMn13-3、ZGMn13-4等。高錳鋼在1000～1100℃范圍內(nèi)加熱可以得到單一的奧氏體組織,然后迅速在水中冷卻淬火(也稱作水韌處理),仍能保持奧氏體狀態(tài),這時(shí)高錳鋼具有很高的韌性。其硬度很低(170～230HB),當(dāng)其表面受到?jīng)_擊載荷時(shí)易發(fā)生塑性變形,由于變形強(qiáng)化的結(jié)果,在金屬的變形層內(nèi)會(huì)出現(xiàn)明顯的加工硬化現(xiàn)象,使表面層(變形層)的硬度得到極大的提高(500～600HB）。隨著金屬表面深度,其硬度逐漸降低,通常硬化層厚度為10～20mm。當(dāng)高錳鋼工件連續(xù)使用磨損時(shí),硬化層在外載荷的不斷沖擊作用下也會(huì)向內(nèi)延伸,維持一個(gè)厚度穩(wěn)定的硬化層。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是在靜態(tài)下高錳鋼是不耐磨的，它必須不斷受到外載荷的沖擊而形成硬化層時(shí)才具有耐磨性。高錳鋼的轉(zhuǎn)變溫度為－40℃。在工業(yè)生產(chǎn)中，主要用來(lái)制作大型挖掘機(jī)的斗前壁、斗齒、支撐輪和粉碎機(jī)的耐磨板等。

高錳鋼的焊條電弧焊所用的焊條芯有：高錳鋼焊條芯、合金鋼焊條芯和低碳鋼焊條芯。高錳鋼焊條芯制作的焊條僅用于焊補(bǔ)高錳鋼構(gòu)件，現(xiàn)在在生產(chǎn)中很少使用。用合金鋼制作的焊條，一般是采用Cr-Ni合金鋼焊芯，焊補(bǔ)的質(zhì)量較好，但成本較高，一般用于第一層打底和對(duì)韓的隔離層。用低碳鋼制作的焊條有兩類：一類是高錳鋼型焊條，如：D256（Mn13）、D266（Mn13Mo）等，主要用于受嚴(yán)重沖擊、磨料磨損干錳鋼的零件。另一類是Cr-Mn，如：D276和D277（2Mn12Cr13Mo），其堆焊金屬為高錳奧氏體，當(dāng)受到強(qiáng)力沖擊后轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。由于焊條中Cr含量很高，焊后的金屬耐腐蝕性好這類焊條主要用于耐氣蝕的堆焊和高錳鋼的堆焊，如水輪機(jī)葉片、挖掘機(jī)斗齒等。

高錳鋼焊接用的焊絲主要有：高錳鋼焊絲和合金鋼焊絲，含P量小于0.03%的焊絲可用于構(gòu)件的焊接與修補(bǔ)；含P量大于0.03%的焊絲僅用于修補(bǔ)工作。高錳鋼焊絲有：Mn-Ni、Mn-Cr、Mn-Mo、Mn-Ni-Cr等系列；合金鋼焊絲有：Cr-Ni、Cr-Ni-Mo等系列這類焊絲的優(yōu)點(diǎn)是具有較高的耐腐蝕性能，在沖擊下能迅速的形成硬化層，其中Cr-Ni合金鋼焊絲還可用于焊接高錳鋼與碳鋼或低合金鋼的異種鋼接頭。

高錳鋼無(wú)論是堆焊、補(bǔ)焊還是對(duì)接焊，其焊接性均較差，主要是因?yàn)楹附訒r(shí)會(huì)在焊接熱影響區(qū)引起脆化（這是由于焊接時(shí)再熱析出碳化物所致）和在焊縫上產(chǎn)生熱裂紋（這是由于高錳鋼中的P、S超標(biāo)和膨脹系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)的大小產(chǎn)生結(jié)晶裂紋、液化裂紋所致）。在焊接操作上應(yīng)注意：應(yīng)將缺陷處及其周邊的硬化層用磨削或碳弧氣刨?gòu)氐浊宄?，?duì)于鑄件缺陷焊前首先要進(jìn)行水韌處理，以防開裂。要控制層間溫度，高錳鋼堆焊或焊補(bǔ)時(shí)焊前，不能預(yù)熱，要采用較低的線能量，層間溫度在50℃以下，這樣可防止熱影響區(qū)析出大量的碳化物而出現(xiàn)脆化現(xiàn)象。斷續(xù)焊，短段焊，這種焊接方法可使母材受熱減至最小程度，避免木材熱影響區(qū)過(guò)熱及脆化。浸水焊，在焊接過(guò)程中將焊件反面浸泡在水中，以加快其冷卻速度。采用浸水與不浸水的焊接工藝比較，浸水焊有利于減少碳化物的析出，可防止熱裂紋的產(chǎn)生。焊后錘擊焊道，可用小圓頭錘趁熱捶擊焊縫，可消除焊接應(yīng)力，避免裂紋產(chǎn)生。堆焊過(guò)渡層，在碳鋼或低合金鋼上堆焊高錳鋼，為防止在過(guò)渡區(qū)（或不完全熔合區(qū)）由于錳含量降低而出現(xiàn)馬氏體組織，從而使焊縫金屬沿熔合線開裂或剝離。因此，堆焊時(shí)先用Cr-Ni奧氏體不銹鋼在碳鋼或低合金鋼上堆焊過(guò)渡層。這種過(guò)渡層與碳鋼或低合金鋼及高錳鋼能實(shí)現(xiàn)良好的熔合，而不會(huì)形成脆性組織，從而避免裂紋的產(chǎn)生?？傊ＷC所選的焊接電流、電弧電壓、焊接速度能確保焊縫成形和良好熔合外，在焊接過(guò)程中主要考慮焊件的冷卻速度。