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合金元素Mn在模具钢中的作用

日期:2021-11-09 15:33
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摘要:

合金元素Mn在模具钢中的作用

合金元素Mn对模具钢的显微组织及热处理的作用
、锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,工业用钢中一般均含有一定量的锰;
、锰固溶于铁素体和奥氏体中,扩大奥氏体区,使临界温度A4点升高,A3点降低,(α+γ)区下移,当锰含量超过12%时,上临界点降至室温以下,使钢在室温时形成单一奥氏体组织。在降低共析温度同时,使共析体中的碳含量减少;
、锰强烈降低钢的Ar1和马氏体转变温度(其作用仅次于碳)和钢中相变的速度,提高钢的淬透性,增加强余奥氏体含量;
、使钢的调质组织均匀、细化,避免了渗碳层中碳化物的聚集成块,但增大了钢的过热敏感性和回火脆性倾向;
、锰是弱碳化物形成元素。

合金元素Mn对模具钢的力学性能的作用
、锰强化铁素体或奥氏体的作用不及碳、磷、硅,在增加强度的同时,对延展性无影响;
、由于细化了珠光体,显著提高低碳和中碳珠光体钢的强度,使延展性有所降低;
、通过提高淬透性而提高了调质处理索氏体钢的力学性能;
、在严格控制热处理工艺、避免过热时的晶粒长大以及回火脆性的前提下,锰不会降低钢的韧性。

合金元素Mn对模具钢的物理、化学及工艺性能的作用
、随锰含量的增加,钢的热导率急剧下降,线胀系数上升,使快速加热或冷却时形成较大内应力,工件开裂倾向增大;
、使钢的电导率急剧降低,电阻率相应增大,电阻温度系数下降;
、使矫顽力增大,饱和磁感、剩余磁感和磁导率均下降,因而锰对永磁合金有利,对软磁合金有害;
、锰含量很高时,钢的抗氧化性能下降;
、使钢中的硫形成较高熔点的MnS,避免了晶界上的FeS薄膜,消除钢的热脆性,改善热加工性能;
、高锰奥氏体钢的变形阻力较大,且钢锭中柱状结晶明显,锻轧时较易开裂;
、由于提高了淬透性和降低了马氏体转变温度,对焊接性能有不利影响。在适当范围内应降低碳含量。

合金元素Mn在模具钢中的应用
、易切削钢中常有适量的锰和磷,MnS夹杂使切屑易于碎断;
、普通低合金钢中利用锰来强化铁素体和珠光体,提高钢的强度,锰含量一般为1%~2%
、渗碳和调质合金结构钢的许多系列中含有不超过2%的锰;
、弹簧钢、轴承钢和工具钢中利用锰强烈提高淬透性的作用。可采用油淬和空冷的淬火工艺,减少开裂、扭曲和变形;
、耐磨钢、无磁钢、不锈钢、耐热钢,包括高碳高锰耐磨铸钢(C:1.0%~1.4%Mn:10%~14%),中碳高锰无磁钢(C:0.3%~0.6%Mn:18%~19%),低碳高锰不锈钢(Cr,无Ni或少Ni),高锰耐热钢(MnNi的耐热不起皮钢,或含有AlMoV)