zgmn13國標(biāo)的ZGMn13，也就是德標(biāo)X120Mn12。幾年前上海已有人開發(fā)生產(chǎn)了Mn13的軋制鋼板，各種性能均高于ZGMn13很多。在強沖擊、大壓力的環(huán)境下，Mn13軋制鋼板的耐磨性能非常優(yōu)良。經(jīng)預(yù)加工處理后的Mn13軋制鋼板在無沖擊或較小壓力的環(huán)境下，耐磨性能也遠(yuǎn)高于進口低合金耐磨鋼，當(dāng)然比國產(chǎn)耐磨鋼 NM420也要強很多。而且切割焊接性能也非常好。目前在拋丸機行業(yè)應(yīng)用非常廣泛，價格也比幾年前低了很多。Mn13特性及適用范圍：具有高的抗拉強度、塑性和韌性以及無磁性，即使零件磨損到很薄，仍能承受較大的沖擊載荷而不致破裂，可用于鑄造各種耐沖擊的磨損件，如球磨機襯板、挖掘機斗齒、破碎機牙板等。一般用于結(jié)構(gòu)簡單，要求以耐磨為主的低沖擊鑄件，如襯板、齒板、破碎壁、軋臼壁、輥套和鏟齒。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(xué)成分為(%):C0.90?1.50Mn10.0?15.0Si0.30?1.0S<0.05P<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°C，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(xué)性能為：ab615?1275MPaa0.2340?470MPa?15%?85%^15%?45%aKl96?294J/cm2HBI80?225高錳鋼經(jīng)過固溶處理后還會有少量的碳化物未溶解，當(dāng)其數(shù)量較少符合檢驗標(biāo)準(zhǔn)時，仍可使用。 奧氏體組織的高錳鋼受到?jīng)_擊載荷時，金屬表面發(fā)生塑性變形。形變強化的結(jié)果，在變形層內(nèi)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(dá)到 HB300?400，高沖擊載荷時，可以達(dá)到HB500?800。隨沖擊載荷的不同，表面硬化層深度可達(dá)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(shè)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(C1.10%?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(fù)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(zhì)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￡馬氏體的形成和形變攣晶的產(chǎn)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(jié)。 ￡馬氏體和形變攣晶的出現(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()()°C)，鋼的液、固相線溫度間隔較小，(約為50C)，鋼的導(dǎo)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(yīng)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(diào)整和沉淀強化處理等方面的研究，并在生產(chǎn)實踐中得到應(yīng)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。Mn13焊接工藝高錳鋼是指含碳量為0.9%?1.3%，含錳量為11.0%?14.0%的鑄鋼，即ZGMn13。此材料在1000?1100C之間為單一奧氏體組織，為保持此組織，需高溫淬火，即在1100?1050C間的溫度內(nèi)立即水淬至常溫。經(jīng)過熱處理后的高錳鋼，如果再加熱到250C以上，就會有碳化物析出，其脆性增加，再有此材料的線脹系數(shù)大，易出現(xiàn)較大內(nèi)應(yīng)力，如果采取常規(guī)焊接工藝焊接會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，原因是焊后緩冷到 950?250C的溫度區(qū)間內(nèi)，會有大量碳化物析出，使母材變脆，再有內(nèi)應(yīng)力大，冷卻后檢查焊縫與母材間已開裂。解決此問題，就要根據(jù)此材料的特殊性質(zhì)，采取特殊焊接工藝，采取間斷焊接、焊后立即水冷至常溫的辦法，使焊縫避開那段溫度區(qū)。結(jié)果是成功的.ZGMn13高錳鋼的焊接較差，焊接時的主要問題是：⑴熱影響區(qū)碳化物的析出高錳鋼經(jīng)1050C水韌處理后，碳全部固溶于奧氏體中，室溫下呈單相奧氏體組織，具有良好的韌性，但當(dāng)重新加熱超過250C時，碳就會沿晶界析出碳化物，使材料的韌性大大下降，因此焊補后，在熱影響區(qū)的一個區(qū)段內(nèi)會不同程度地析出碳化物，不僅失去韌性變脆，而且還會降低耐磨性和沖擊韌度。解決的措施是加快施焊時焊件的冷卻速度，縮短在高溫下停留的時間，以減少碳化物的析出。⑵熱裂紋傾向嚴(yán)重ZGMn13高錳鋼的線膨脹系數(shù)是低碳鋼的1.6倍，但熱導(dǎo)率僅是低碳鋼的1/6，所以焊接時會產(chǎn)生很大的應(yīng)力，在S、P有害雜質(zhì)的作用下，產(chǎn)生焊縫熱裂紋和熱影響區(qū)的液化裂紋。解決的措施是嚴(yán)格控制母材中的S、P含量，特別是焊接材料中的S、P含量；其次是采用錘擊焊縫等工藝措施，減少焊接應(yīng)力。如何正確地選用ZGMn13奧氏體高錳鋼焊接時的焊接材料？⑴焊條用于 ZGMn13奧氏體高錳鋼焊接的焊條為低碳鋼焊芯，并在藥皮中加入適量合金元素，使熔敷金屬得到高錳鋼的化學(xué)成分和力學(xué)性能。用于焊接ZGMn13奧氏體高錳鋼的焊條有兩種類型：一種是高錳鋼型焊條D256(EDMn-A-16)和(EDMn-B-16)，主要用于堆焊受嚴(yán)重沖擊磨料磨損零件，如碎石機顎板等；另一種是Cr-Mn型焊條D276（EDCrMo-B-16）和D277（EDCrMo-B-15），其堆焊金屬處于介穩(wěn)定狀態(tài)的高錳奧氏體，當(dāng)受到強烈沖擊后轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，主要用于耐氣蝕的堆焊或高錳鋼堆焊，如水輪機葉片、挖掘機斗齒等。⑵焊絲焊接ZGMn13奧氏體高錳鋼用焊絲有Mn-Ni、Mn-Cr、Mn-Mo、Mo-Ni-Cr系高錳鋼焊絲和Cr-Ni、Cr-Ni-Mn系合金鋼焊絲，其化學(xué)成分，見表31。Cr-Ni系焊絲不僅具有較高的耐腐蝕性能，能沖擊載荷下能聲速被加工硬化，而且還在焊接高錳鋼與碳鋼或低合金鋼的異種鋼時容許有較高的稀釋， 可用來作為高錳鋼與碳鋼焊接時的填充材料。ZGMn13奧氏體高錳鋼的焊接工藝。焊補或焊接 ZGMn13奧氏體高錳鋼時，應(yīng)該采用熱源集中、線能量小的焊接方法，如手弧焊、熔化極氣體保護焊等，不推薦使用氣焊和鎢極氬弧焊。焊補或焊接工藝：1）焊前必須清理焊補處的泥垢、油垢和鐵銹，仔細(xì)檢查有無起層、裂紋、夾砂、氣孔和縮孔等缺陷。若有這些缺陷，必須用砂輪或電弧氣刨鏟出。磨損的部位必須用砂輪磨去硬化層，因為硬化層的金屬對裂紋十分敏感。 2）焊前不應(yīng)預(yù)熱，多層焊時層間溫度不應(yīng)超過300°C，以防止過熱使熱影響區(qū)脆化。3）焊接時要盡可能地采用小線能量，盡量減少基本金屬受熱，采取措施為盡可能地加快接頭的冷卻。為此，用短弧、直流反極性、跳焊、短段焊、間隙焊、脈沖焊等工藝措施，采用這些措施能在一定程度上減少碳化物的析出。4）為防止產(chǎn)生熱裂紋，可采用Cr-Mn或Cr-Ni奧氏體鋼焊條打底。如果在低碳鋼或低