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耐磨高锰钢的性能\耐磨材料概述金属耐磨用于制造耐磨零件的材料包括钢、复合钢和铸铁。高锰钢是一种具有悠久历史的耐磨材料。在恶劣工况下不易产生塑性失稳，但具有良好的耐磨延性；然而，只有在高冲击载荷和单位压力的磨料磨损条件下产生加工硬化效应时，它才显示出比其他材料更好的耐磨性。目前，低冲击载荷的易损件广泛采用低成本非合金钢（碳钢）或中高碳合金钢，并采取一定的工艺措施提高其耐磨耐久性。表面硬化钢或复合钢制成的零件在耐磨、抗冲击等性能方面具有明显优势，可以提高使用寿命，但成本高耐磨铸铁具有良好的耐磨性能和较低的成本，包括冷硬铸铁、白口铸铁和中锰球墨铸铁。一般适用于不同工况下使用的耐磨零件@目前，耐磨钢没有系统的技术标准，但制造耐磨零件所选择的钢类型和类型很多。一些结构钢、工具钢和合金铸铁经常用于制造各种耐磨零件。近年来，开发了一些耐磨特殊钢。通常，根据不同的工作条件、磨损类型和材料失效机理，合理选择钢种。中国耐磨高锰钢的化学成分和机械性能化学成分（%）C级钢1.10～ZGMnl3-11.50 0.30 ～1.00 1.00～ZGMnl3-21.40 11.00～ 14. ≤0.050 0.90～ZGMnl3-31.30 0.30 ～0.80 0.90～ZGMnl3-41.20 ≤0.080 ≥ 735≥ 35个高冲击零件≤0.080 ≥ 686≥ 25≥ 147个复杂零件≤ 229普通零件≤0.090 ≥ 637≥ 20低冲击零件Mn-si s P B（MPA）5（%）AK（J）的机械性能HB*适用范围注：*经1060~1100°水淬处理的试样力学性能外标高锰钢化学成分：日标高锰钢化学成分JIS g5131-1991化学成分质量分数（%）C级钢scmnh1 scmnh2 scmnh3 scmnh11 scmnh210.9 ～1.3 0.9 ～1.2 0.9 ～1.2 0.9 ～1.3 1.0 ～1.35Mn 11～4 11～4 11～4 11～4 11～4 11～4 Si≤0.8 0.3 ～0.8 ≤0.8 ≤0.8s≤0.05 ≤0.04 ≤0.035 ≤0.04 ≤0.04P≤0.10 ≤0.07 ≤0.05 ≤0.07 ≤0.07Cr:0.4～0.7。其他Cr:1.5 ～2.5Cr:2.0 ～3.0美国标准高锰钢ANSI/ASTM a128-78a化学成分质量分数（%）钢号：C AB B-1 B2 B-3 B-4 C D E1 E2 f1.05 ～1.35 0.9 ～1.05 1.05 ～1.2 1.12 ～1.28 1.2 ～1.35 1.05 ～1.35 0.7 ～1.3 0.7 ～1.3 1.05 ～1.45 1.05 ～1.35锰≥ 11.0 11.5～ 11.4 11.5～ 11.4 11.5～ 11.4 11.5～ 11.4 11.5～ 11.4 11.5～ 11.4 11.5～ 1耐磨衬板5@4 11. 511.4 6.0 ～8.0硅≤1.0 ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0标准普尔≤0.07 ≤0.07 ≤0.07 ≤0.07 ≤0.07 ≤0.07 ≤0.07 ≤0.07 ≤0.07 ≤0.07其他Cr:1.5 ～2.5倪：3.0 ～4.0莫：0.9 ～1.20莫：1.8 ～2.10莫：0.9 ～1.20前苏联标准高锰钢化学成分质量分数（%）C级钢110Γ十三Л0.9 ～1.5锰11.5～ 15.0 Si0.3 ～1.0s≤0.05P≤0.12镍：≤1.0Cr:1.0 ～2.0镍：≤0.5一百一十个Γ13X2БPЛ0.9 ～1.5 11.5～ 14.5 0.3 ～1.0 ≤0.05 ≤0.12注意：0.08 ～0.12B:0.001 ～0.006V:0.10 0.30一百一十Γ十三ФTЛ0.9 ～1.3 11.5～ 14.5 0.4 ～0.9 ≤0.05 ≤0.12Ti:0.01 0.05Cr:1.0 ～1.5镍：≤1.0一百三十Γ14XMФAЛ1.2 ～1.4 12.5～ 15.0 ≤0.6 ≤0.05 ≤0.07V:0.08 ～0.12N:0.025 ～0.05其他Cr：≤1.0罗马尼亚联合标准高锰钢STAS 3718化学成分质量分数（%）钢号：C t100momn130 t100nimn130 t105mn120 t120crmn130 t130mn1350.7A ～1.3 0.7A ～1.3 0.9A ～1.2 1.05A ～1.35 1.25A ～1.40锰11.5A～14.0 11.5A～14.0 11.5A～13.5 11.5A～14.0 12.5A～14.5si≤1.0 ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0s≤0.05 ≤0.05 ≤0.05 ≤0.05≤0.05P≤0.07 ≤0.07 ≤0.11 ≤0.07 ≤0.11其他Mo:0.9A ～1.2倪：3.0A ～4.0镍：≤0.8Cr:1.5A ～2.5镍：≤0.8波兰标准高锰钢PN 83160的化学成分质量分数（%）钢号：C l120g131.0 ～1.4锰12.0～ 14.0 Si0.3 ～1.0s≤0.03P≤0.10镍：≤1.0Cr:0.6 ～1.3L120G13H1.0 ～1.4 12.0～ 14.0 0.3 ～1.0 ≤0.03 ≤0.10镍：≤0.5Cr:≤1.0L120G13T1.0 ～1.4 12.0～ 14.0 0.3 ～1.0 ≤0.03 ≤0.10镍：≤1.0Ti:0.1 ～0.3其他Cr：≤1.0高锰钢铸件在冲击切削载荷和压应力作用下，金属表面发生塑性变形锰钢耐磨钢板，加工硬化迅速，形成马氏体和ε相，形成坚硬的耐磨表层，患者部位仍为奥氏体组织
表层硬度由200hb左右提高到500hb以上，硬化层浓度可达10~20mm甚至更高。当表面逐渐磨损时，硬化层在冲击载荷作用下向内发展。在低冲击载荷和低应力磨损的情况下，由于表面加工硬化不足锰钢耐磨钢板，高锰钢的耐磨性能通常不一定比具有相当硬度的其他钢好。奥氏体高锰钢是非磁性的，也可用于需要耐磨和抗磁化的零件，如给料机的电磁铁盖。为了满足不同工况的要求，调整基本成分并添加其他合金元素以改善钢的耐磨性能，开发了一些改进型高锰钢。国内外一些改进型高锰钢的化学成分及应用情况如下表所示。改进型高锰钢化学成分及应用化学成分质量分数（%）国家钢铁公司C mn6mo a级climax美国6mn-1mo B级0.80 ～1.00 0.40 ～0.70 6.00 ～7.00 0.90 ～1.20 0.54 0.58 8.86 11.0剩余4.94 4.7研磨部分：5cr5mn9 60cr5mn11 mn9cr2破碎机的滚动灰浆壁和破碎壁，铲齿承受高应力al:2.97 ～3.20铸造时使用45mn17al3中国底座。大型挖掘机7mn130.7 ～0.8 ≤0.5 12.5～ 14.5ti:≤0.1铲斗、结构复杂的格栅板、衬板等0.34 ～0.42 0.27 ～0.57 17.2～ 18.0 Ti:0.078 ～0.098如落锤及其冲击工件，工艺机械的阻力1.2 ～1.4Si0.4 ～0.7Mn5.5 ～7.0 1.5 1.05 ～1.35 0.40 ～0.70 5.75 ～6.75 0.90 ～1.20剩余钼（大截面零件）0.8 ～1.2高锰钢是低铬（小截面）煤粉设备的一个例子以及适用于中国含锰超过10%的合金钢冲击应用的其他工业设备
1882年，首次获得奥氏体结构的高锰钢。1883年，英国R.A.哈德菲尔德获得了高锰钢专利。根据用途的不同，高锰钢可分为两类：（@k307耐磨steel）。这种钢含锰10%～15%，含碳量高，一般为0.90 ％～1.50，大部分超过1.0%。其化学成分为（%）：C0.90～1。50Mn10.0～15.0Si0.30～1.0s≤0.05P≤0.10这种高锰钢消耗量最大，常用于制造挖掘机铲齿、圆锥破碎机滚面壁和破碎壁、颚式破碎机叉板、球磨机衬板、铁路叉、板锤、锤头、，上述高锰钢的铸态组织通常由奥氏体、碳化物和珠光体组成，有时含有少量磷共晶。当存在大量碳化物时，它们通常在晶界上呈网状出现。因此，铸态组织的高锰钢非常脆，无法使用，因此需要固溶处理。常用的热处理方法是固溶处理，即将钢加热到1050~1100℃，保温以消除铸态组织，获得单相奥氏体组织，然后水淬使该组织保持在室温。钢的强度、塑性和韧性都很好
