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耐磨鋼棒中銅元素對(duì)性能的影響

一、銅在耐磨鋼棒中的有益作用

1，銅能提高耐磨鋼棒中奧氏體的穩(wěn)定性，所以可提高耐磨鋼棒可淬性和淬透性，在A體鋼中加2

～4%Cu，可提高抗酸力。

②有強(qiáng)化鐵素體的作用，在耐磨鋼棒中加Cu，可提高它在某些還原性介質(zhì)中的耐蝕性和改善鋼的韌性。

③在低合金鋼中加入0.20%左右的Cu，特別當(dāng)和P聯(lián)合使用時(shí)，可提高耐磨鋼棒對(duì)大氣的抗蝕力，當(dāng)含Cu量超過(guò)0.75%時(shí)，可以經(jīng)過(guò)沉淀硬化處理提高鋼強(qiáng)度。

④Cu是一種強(qiáng)烈的石墨化元素，用于煉制石墨鋼。

二、銅在耐磨鋼棒中的不良影響

①含Cu量較高時(shí)將導(dǎo)致耐磨鋼棒具熱脆性，而使熱鍛軋加工困難。

②含Cu過(guò)多會(huì)使矯頑力和磁滯損失增加，于磁鋼耐磨鋼棒不利。

③“銅脆”——在鋼的缺陷一文中指出當(dāng)Cu>0.2%時(shí)，加熱過(guò)程由于表面發(fā)生選擇性氧化，使Fe先Cu而發(fā)生氧化，而表層Cu含量即相對(duì)增加形成一層薄膜，然后向擴(kuò)散形成含Cu網(wǎng)絡(luò)，在1030℃即容易鍛裂。適量加Ni可生成熔點(diǎn)較高的Cu-Ni固溶體，可降低“銅脆”。

綜合來(lái)說(shuō)，含Cu＜0.7%會(huì)溶于α-Fe中，促使碳不氧化，對(duì)磁性無(wú)大影響。含Cu=0.5%時(shí)，防銹能力可提高15倍；含Cu＞0.7%時(shí)將出現(xiàn)不均勻混合物，而使矯頑力和磁滯損失增加，并使銅變脆。

（3）一般合金鋼中含銅量

①硅鋼：含Cu=0.2～0.3%

②軸承鋼：含Cu≤0.25%，且Cu+Ni≤0.50%，因?yàn)镃u會(huì)引起時(shí)效硬化而影響軸承精度，Ni會(huì)降低淬火層硬度。

③低合金鋼：Cu≤0.2%（對(duì)低合金高強(qiáng)度鋼，合金元素含量一般地都限制在≯0.2%范疇）。

④不銹鋼：含Cu=2～4%（Cr18Ni9Cu3Ti等）。

⑤石墨鋼：含Cu=0.6%

鋼棒熱處理的相關(guān)知識(shí)

調(diào)質(zhì)：淬火和高溫回火結(jié)合起來(lái)的熱處理工藝，指將鋼材或鋼件進(jìn)行淬火及高溫回火的復(fù)合熱處理工藝。適用于調(diào)質(zhì)處理的鋼稱調(diào)質(zhì)鋼。調(diào)質(zhì)鋼一般是指中碳結(jié)構(gòu)鋼和中碳合金結(jié)構(gòu)鋼。調(diào)質(zhì)處理后得到回火索氏體組織，它的機(jī)械性能均比相同硬度的正火索氏體組織要好。它的硬度取決于高溫回火溫度并與鋼的回火穩(wěn)定性和工件截面尺寸有關(guān)，一般在HB200—350之間。

萬(wàn)德公司提供錳對(duì)耐磨鋼棒性能的影響

（1）錳對(duì)耐磨鋼棒的有益作用

錳的有益作用是高的強(qiáng)度和耐磨性)，淬透、滲碳、冷工硬化。

14%（高耐磨鋼），17～19%（護(hù)環(huán)鋼）

① 作為煉鋼的脫氧劑用，因?yàn)橐话沅撝芯琈n，其量≤0.7%。

②Mn和S作用抵消S對(duì)鐵的紅脆影響。

③Mn對(duì)各類鋼的作用是：

珠光體Mn鋼：可提高其強(qiáng)度和耐磨性，塑性亦不錯(cuò)。所以它能細(xì)化珠光體組織。（對(duì)含碳量較高的鋼，Mn↑，塑性稍有降低。對(duì)低碳鋼則含Mn↑，而韌性↑。

奧氏體Mn鋼：有足夠高的塑性和很高的耐磨性。所以Mn能增加奧氏體的穩(wěn)定性，擴(kuò)大γ相區(qū)得奧氏體。降低淬火時(shí)的臨界冷卻速度。降低鋼的臨界點(diǎn)（A1和A3）同碳量碳素鋼低25～30℃，所以可提高鋼的淬透性，淬火時(shí)的變形也比較小，因此適于制大截面和復(fù)雜的零件。Mn=5%時(shí)，Mn降至0℃。

馬氏體Mn鋼：易使之發(fā)脆、淬裂。Mn易溶于鐵素體內(nèi)，65錳耐磨鋼棒，形成弱碳化物其穩(wěn)定性不強(qiáng)。所以加熱過(guò)程中極易完全溶入奧氏休中，加之其臨界點(diǎn)又低，65錳耐磨鋼棒報(bào)價(jià)，所以晶粒極易粗化、極易淬裂，為此應(yīng)嚴(yán)格控制淬火加熱溫度和保溫時(shí)間，一般均以油淬或流動(dòng)空氣中冷卻為宜，只有形狀簡(jiǎn)單件才好用水淬。

調(diào)質(zhì)鋼：將降低其塑性（回火脆性影響）。

滲碳鋼：Mn的存在能促進(jìn)滲碳作用，所以能大大提高鋼的表面硬度與耐磨性，尤其可貴的是在滲碳時(shí)表面軟點(diǎn)較少，也不改變過(guò)分增碳的傾向。（滲碳后的錳鋼，在最后淬火前，應(yīng)進(jìn)行一次正火或退火處理，以因長(zhǎng)時(shí)間滲碳造成的心部過(guò)熱）。

結(jié)構(gòu)鋼：將促使其回火脆性增強(qiáng)。

工具鋼：加入約1%Mn，可減少淬火時(shí)的體積變形，這對(duì)于精密工具和長(zhǎng)形工具來(lái)說(shuō)有重要的意義。（如CrMn、CrWMn鋼等）。

④Mn可改善鋼的焊接性和低溫性能，還可減慢鋼的脫碳作用。

⑤Mn量中還可適當(dāng)改善鋼的切削性能。

⑥ 對(duì)某些鋼，Mn的作用可代Ni，能擴(kuò)大γ相區(qū)得奧氏體，如模具鋼（增強(qiáng)淬透性）、奧氏體鋼等。

⑦ 高錳鋼對(duì)冷工硬化敏感，可提高鋼的強(qiáng)度和耐磨性。（Mn=10～14%，而C=1～1.4%）

⑧ 鉻錳奧氏體鋼的熱強(qiáng)性很好，甚至可超過(guò)Cr、Ni鋼，加4%Cr、Ni紅熱耐磨性更好。Mn價(jià)廉。

（2）錳對(duì)耐磨鋼棒的不良影響：

①增加鋼的過(guò)熱敏感性（粗晶）：這是由于含Mn滲碳體的穩(wěn)定性不強(qiáng)，在加熱過(guò)程中很容易完全溶于奧氏體中。加之，Mn鋼的臨界點(diǎn)亦較低，所以就易粗晶了。為此鍛造和熱處理加熱都要嚴(yán)格控制加熱溫度和保溫時(shí)間。所有合金元素中，Mn是不能減低奧氏體晶粒長(zhǎng)大傾向的元素，相反引起粗晶。

② 增強(qiáng)鋼對(duì)白點(diǎn)的敏感性，故要緩冷。（含C＞0.3%時(shí)影響即較大）

③增強(qiáng)回火脆性，且易形成帶狀和纖維組織。故縱、橫向性能差較大（Mn＞2.4% 延伸率↓↓）

④ 高錳鋼熔點(diǎn)低（Mn13～14%，T熔1350～1400℃）平均線膨脹系數(shù)大（相當(dāng)于鋼類矽鋼的1.9倍），導(dǎo)熱系數(shù)?。s為同類矽鋼的1/3～1/4），熱加工稍難。

⑤ 高錳鋼在冷速不夠時(shí)，易生成塊狀碳化物沿晶界析出，使鋼變脆，采用水淬速冷時(shí)，可使碳化物來(lái)不及析出，65錳耐磨鋼棒公司，得到均勻奧氏體組織，性能改善。但因?yàn)楹琈n量高，65錳耐磨鋼棒廠家，導(dǎo)熱性差，速冷則溫差應(yīng)力大而易淬裂，所以淬火次數(shù)不宜多。

（3）含Mn鋼的分類

① 碳鋼：a、正常含Mn量碳鋼Mn=0.25～0.8%

B、較高含Mn量碳鋼Mn=0.7～1.0%及0.9～1.2%

② 錳鋼：Mn=1.1～1.8%少數(shù) ～2.4%

③ 高錳鋼：Mn=13～14%（C=1.0～1.3%）

注：Mn＜1.2%為煉鋼脫氧及稍許改變鋼性能，作一般矽鋼。Mn=1.1～1.8%或2.4%為具高塑性、耐磨性，強(qiáng)度而被采用。Mn=2.4～13%為粗晶極脆而不可用。Mn=13～14%為冷工硬化而成為高耐磨鋼。