高錳鋼Mn13鋼板取樣方向對沖擊性能的影響

高錳鋼Mn13鋼板取樣方向對沖擊性能的影響必須注意的是高錳耐磨鋼必須有劇烈的沖擊或較大壓力時，才能使表面產生加工硬化，使其顯示出其高的耐磨性，不然高錳耐磨鋼是不耐磨的。 國外耐磨機械的襯板、護板早已淘汰鑄件，而采用高錳耐磨鋼Mn13軋制鋼板。高錳耐磨鋼Mn13軋制鋼板以其優良的耐磨性能，廣泛用于拋丸機、球磨機、粉碎機等易被強沖擊磨損的部位，已在造船、汽車、機械、發電、水泥、礦山、煤炭等外資、合資企業中用戶中得到廣泛應用，已成為新一代耐磨鋼選材的必然發展趨勢。

Mn13“水韌處理”——將鋼加熱到1000～1050℃高溫，保溫一段時間，使鋼中碳化物全部溶入奧氏體中，然后在水中快冷，使碳化物來不及析出，得到單相奧氏體組織。Mn13鋼板水韌處理后硬度并不高（180～220HBS）。當它受到劇烈沖擊或較大壓力作用時，表面迅速產生加工硬化，并伴有馬氏體相變，使表面硬度提高到52～56 HRC，因而具有高的耐磨性，而心部仍為奧氏體，具有良好的韌性，以承受強烈的沖擊力。

鋼材的冶煉方法、淬透性、金相組織、晶粒大小、Mn13化學成分和強度性能……等冶金因素都影響鋼材的低溫沖擊性能(脆性破壞傾向)，上述各種因素會影響鋼材的室溫沖擊吸收功和鋼材的韌脆轉折溫度。

（1）鋼材冶煉時脫氧情況對低溫沖擊性能的影響

沸騰鋼、半鎮靜鋼和鎮靜鋼的低溫沖擊試驗結果如圖1所示。沸騰鋼的碳（質量分數）可以達到0.20%，半鎮靜鋼和鎮靜根據用途碳含量可以高一些。澆注后三種鋼凝固時的氧含量不同，沸騰鋼氧含量高，半鎮靜鋼次之，鎮靜鋼。氧含量低的鋼凝固后均勻性和致密性好，V形缺口試樣不同溫度的沖擊試驗表明，沸騰鋼的韌脆轉折溫度最高而鎮靜鋼，半鎮靜鋼處于中間。

（2）Mn13鋼板終軋溫度的影響

用成分(質量分數)為C：0.20%、Mn：0.68%的半鎮靜鋼從101.6mm(4in)的板坯熱軋成厚度為20.32ram(0.8in)鋼板，熱終軋溫度對V形缺口試樣沖擊吸收功為20.34J和切斷斷口為50%的標準測定的韌脆轉折溫度的影響示如圖2所示。

從圖2看出：終軋溫度為787℃時，其韌脆轉折溫度低于終軋溫度高的，終軋溫度高時，  為20.34J時測定的韌脆轉折溫度約為1.5℃，而在最后3個道次在低溫軋制時，其韌性轉折溫度為-15℃。

（3）取樣方向的影響

熱軋低碳鋼板取樣方向對沖擊性能的影響。平行于軋制方向的試樣(縱向、橫向)在所有試驗溫度的沖擊吸收功都高于垂直軋制方向樣品的。

Mn13鋼板軋制時的軋制規程也影響其方向性，如果鋼板是往復軋制，在兩個方向有相同的壓下量，則縱向和垂直向兩個方向的沖擊性能將幾乎相等。

缺口平行于鋼板表面的試樣品(橫向)沖擊試驗時吸收的能量大于缺口垂直于鋼板表面的試樣。韌脆轉折溫度似乎與樣品方向無關，在試驗溫度高時，方向不同的試樣沖擊吸收功差別較大，而在溫度低時，它們的沖擊吸收功相差很小，幾乎重合。

（4）加工硬化的影響

有一些鋼材是經過冷拉加工的，Mn13鋼板冷拉時的加工硬化也會對鋼材的脆性破壞情況有影響。為此通過拉伸變形產生一定量的加工硬化后再進行不同溫度的沖擊試驗了解它對韌脆轉變溫度的影響，試驗結果如圖4所示。

（5）金相組織對鋼材脆性破壞傾向的影響

關于金相組織對鋼材脆性破壞傾向的影響，文獻上有很多數據。

用Cr-Mo鋼經過熱處理得到粗珠光體、細珠光體、上貝氏體、下貝氏體和馬氏體組織，回火處理后，進行低溫沖擊試驗，了解金相組織對低溫沖擊韌性的影響。試驗用鋼的成分如表1所示。試驗結果列于下表。

高錳鋼Mn13鋼板取樣方向對沖擊性能的影響