合金鋼
 

    高錳鋼的合金化主要是通過(guò)在傳統(tǒng)成份的高錳鋼中加入Cr、Mo、V、Ti、稀土等元素使其性能得到提高，其中Cr的運(yùn)用尤為廣泛。有關(guān)文獻(xiàn)認(rèn)為：高錳鋼加工硬化過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效，即形成C-Mn原子對(duì)，壇逃行潁垢咼談植苛業(yè)募庸び不вΓ褻r元素的加入具有擴(kuò)大高錳鋼中C-Mn有序原子對(duì)的團(tuán)簇效果。本文通過(guò)對(duì)不同回火溫度的合金高錳鋼及普通高錳鋼的組織、結(jié)構(gòu)、電阻和耐磨性能的變化情況進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：合金高錳鋼在含碳量相對(duì)較低的條件下，其耐磨性能優(yōu)于普通高錳鋼。而且合金高錳鋼在不同回火溫度時(shí)的不同的組織結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出了不同的耐磨性。

    合金高錳鋼經(jīng)水韌處理后，隨著回火溫度逐漸升高至250℃，合金高錳鋼的磨損量降低，耐磨性能上升，在250℃時(shí)為最大值。當(dāng)溫度從 250℃升到350℃時(shí)，其磨損量略有增加，耐磨性能有所下降，但仍優(yōu)于合金高錳鋼在常規(guī)水韌處理后的耐磨性能。當(dāng)溫度繼續(xù)升高到500℃時(shí)，磨損量繼續(xù)增加，耐磨性能下降，低于水韌態(tài)時(shí)的耐磨性，這進(jìn)一步證明了合金高錳鋼中有序微區(qū)的存在。

    對(duì)于普通高錳鋼而言，隨著溫度的升高，奧氏體基體中的碳原子也發(fā)生了遷移，并與Mn形成C-Mn原子對(duì)，但是由于錳、碳原子間的結(jié)合相對(duì)較弱，其短程有序微區(qū)的尺寸相對(duì)很少，250℃回火后其晶格畸變有一定程度的恢復(fù)，所以在250℃回火后所表現(xiàn)出的耐磨性較之水韌態(tài)的耐磨性幾乎沒有提高。由于固溶強(qiáng)化作用的減弱，其耐磨性能反而略有下降。當(dāng)回火溫度繼續(xù)從250℃升到350℃時(shí)，合金高錳鋼中碳原子的活度繼續(xù)隨溫度的升高而增加，此溫度回火處理后仍無(wú)碳化物析出，但此時(shí)奧氏體的晶格畸變程度進(jìn)一步降低，固溶強(qiáng)化作用減弱，但是由于碳化物尚未析出，仍有大量微區(qū)存在，其耐磨性能相對(duì)于 250℃回火時(shí)雖有下降，但仍比水韌態(tài)的耐磨性高。對(duì)于普通高錳鋼，當(dāng)溫度升高到400℃時(shí)，從衍射譜線上看出某些富碳微區(qū)的碳化物開始析出，此時(shí)，新析出的碳化物尚未長(zhǎng)大，彌散強(qiáng)化作用比較理想。另外一些微區(qū)仍處于碳化物析出前的亞結(jié)構(gòu)狀態(tài)，因?yàn)檫@些亞結(jié)構(gòu)狀態(tài)的微區(qū)為富碳區(qū)，故C-Mn有序原子對(duì)較豐富。這些彌散均勻分布的微區(qū)以及彌散分布的碳化物對(duì)位錯(cuò)的釘扎作用在一定程度上彌補(bǔ)了固溶強(qiáng)化減弱的影響，所以宏觀力學(xué)性能表現(xiàn)為耐磨性能下降不明顯。當(dāng)溫度繼續(xù)升高到500℃時(shí)，由圖4可知，合金高錳鋼開始析出碳化物，此時(shí)奧氏體的基本晶格常數(shù)已基本趨于正常，而且由于合金碳化物的析出，基體含碳量明顯下降，大大影響了有序微區(qū)的形成，從而影響了加工硬化的效果，所以宏觀耐磨性能呈下降趨勢(shì)。

    可以看出C-Mn有序原子對(duì)的微區(qū)團(tuán)簇對(duì)高錳鋼的耐磨性能有著重要的影響。水韌處理的合金高錳鋼，再經(jīng)250℃回火處理后，由于Cr對(duì)C-Mn原子對(duì)的“鉸鏈作用”,其表現(xiàn)出的耐磨性能高于含碳量較高的普通高錳鋼。合金高錳鋼的回火溫度升高至500℃后，由于受碳化物析出的影響，有序團(tuán)簇強(qiáng)化作用減弱，再加上固溶強(qiáng)化作用的減弱，其耐磨性能明顯下降。

責(zé)任編輯：班英飛

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