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耐磨鋼棒中鈮元素的性能的影響

1、鈮元素在耐磨鋼棒中的有益作用

 ①能生成高度分散的強(qiáng)固的碳化物NbC（熔點(diǎn)3500℃），所以可細(xì)化晶粒，直加熱至于1100～1200℃，仍可阻止晶粒長(zhǎng)大。

 ②同Ti能防止產(chǎn)生晶間腐蝕，實(shí)踐知，以含Ni=8*C%為佳。

 ③能與Fe生成金屬間化合物Fe2Nb2，這種化合物在α鐵中聽(tīng)溶解度隨溫度升高而降低，所以含Nb低碳鋼能促進(jìn)時(shí)效硬化。

 ④加鈮可提高低碳鋼的抗強(qiáng)度和屈服點(diǎn)（25%），可提高不銹鋼的高溫抗蝕性和強(qiáng)度，可提高抗酸能力。

2、鈮元素對(duì)耐磨鋼棒的不良影響

 ①同Ti鋼，鈮鋼的硬度亦將隨含Nb量升高而低。

 ②Nb雖可細(xì)化晶粒而提高鋼的韌性，但含量過(guò)高時(shí)，亦將生成鐵素體δ相或其它脆性相，而使其韌性降低，熱加工性能變壞。

一般合金鋼中的含Nb量：僅不銹鋼中含Nb，其量為8～12*C%≤1.5%。

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(lèi)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，耐磨鋼棒哪家好，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)，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，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，耐磨鋼棒廠，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(xiàn)膨脹系數(shù)大（相當(dāng)于鋼類(lèi)矽鋼的1.9倍），導(dǎo)熱系數(shù)?。s為同類(lèi)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，耐磨鋼棒廠家，采用水淬速冷時(shí)，可使碳化物來(lái)不及析出，得到均勻奧氏體組織，性能改善。但因?yàn)楹琈n量高，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(lèi)

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，耐磨鋼棒，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。

鋼棒的冶煉會(huì)受到熱處理，下面簡(jiǎn)單介紹一下。

局部熱處理：指用感應(yīng)及其它加熱方式進(jìn)行局部加熱、淬火、冷卻的熱處理工藝。

化學(xué)熱處理：是通過(guò)工件在活性介質(zhì)中，加熱保溫，使一種或幾種元素滲入工件的表層，從而改變工件組織和性能、改變工件表層化學(xué)成分（如將工件放在含碳、氮或其它合金元素的氣體、液體、固體介質(zhì)中加熱，保溫一定的時(shí)間，從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素）的金屬熱處理工藝。