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錳元素在鋼中的作用

錳元素在鋼中的作用


錳元素在鋼中的作用

一、錳對鋼的顯微組織及熱處理的影響

① 錳是良好的脫氧劑和脫硫劑,工業(yè)用鋼中均含有一定量的錳。

② 錳固溶于鐵素體和奧氏體中,能擴(kuò)大奧氏體區(qū),使臨界溫度升高。

③ 錳極大降低了鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變溫度(其作用僅次于碳)和鋼中相變的速度,提高鋼的淬透性,增加殘留奧氏體含量。

④ 使鋼的調(diào)質(zhì)組織均勻、細(xì)化,避免了滲碳層中的碳化物聚集成塊。但增大了鋼的過熱敏感性和回火脆性。

⑤ 錳是弱碳化物形成元素。

錳礦石

   

二、錳對鋼的力學(xué)性能的影響

① 錳強(qiáng)化鐵素體或奧氏體的作用不及碳、磷、硅,在增加強(qiáng)度的同時對延展性無影響。

② 由于細(xì)化了珠光體,顯著提高了低碳和中碳珠光體鋼的強(qiáng)度,使延展性有所降低。

③ 通過提高淬透性提高了調(diào)質(zhì)處理索氏體鋼的力學(xué)性能。

④ 在嚴(yán)格控制熱處理工藝、避免過熱時晶粒長大以及回火脆性的前提下,錳不會降低鋼的韌性。


三、錳對鋼的物理、化學(xué)及工藝性能的影響

① 隨著錳含量的增加,鋼的熱導(dǎo)率急劇下降,線脹系數(shù)上升,使快速加熱或冷卻時形成較大內(nèi)應(yīng)力,零件開裂傾向增大。

② 使鋼的電導(dǎo)率急劇降低,電阻率相應(yīng)增大。

③ 使矯頑力增大,飽和磁感、剩余磁感和磁導(dǎo)率均下降,因而對永磁合金有利,對軟磁合金有害。

④ 錳含量很高時,鋼的抗氧化性能下降。

⑤ 與鋼中的硫形成較高熔點(diǎn)的MnS,避免了晶界上FeS薄膜的形成,消除鋼的熱脆性,改善熱加工性能。

⑥ 高錳奧氏體鋼的變形阻力較大,且鋼錠中柱狀結(jié)晶明顯,鍛軋時較易開裂。

⑦ 由于提高了淬透性和降低了馬氏體轉(zhuǎn)變溫度,對焊接性能有不利影響。

⑧ 錳有增加鋼晶粒粗化的傾向,若冶煉澆鑄和鍛軋后冷卻不當(dāng),容易使鋼產(chǎn)生白點(diǎn)。



四、錳在鋼中的應(yīng)用

① 易切削鋼中常有適量的錳和磷,MnS夾雜使切屑易于碎斷。

② 普通低合金鋼中利用錳提高鋼的強(qiáng)度,錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為1%~2%。

③ 滲碳和調(diào)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼的許多系列中錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過2%。

④ 錳可提高彈簧鋼、軸承鋼和工具鋼產(chǎn)品的淬透性。



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