高锰钢Mn13钢板取样方向对冲击性能的影响

高锰钢Mn13钢板取样方向对冲击性能的影响必须注意的是高锰耐磨钢必须有剧烈的冲击或较大压力时，才能使表面产生加工硬化，使其显示出其高的耐磨性，不然高锰耐磨钢是不耐磨的。 国外耐磨机械的衬板、护板早已淘汰铸件，而采用高锰耐磨钢Mn13轧制钢板。高锰耐磨钢Mn13轧制钢板以其优良的耐磨性能，广泛用于抛丸机、球磨机、粉碎机等易被强冲击磨损的部位，已在造船、汽车、机械、发电、水泥、矿山、煤炭等外资、合资企业中用户中得到广泛应用，已成为新一代耐磨钢选材的必然发展趋势。

Mn13“水韧处理"——将钢加热到1000～1050℃高温，保温一段时间，使钢中碳化物全部溶入奥氏体中，然后在水中快冷，使碳化物来不及析出，得到单相奥氏体组织。Mn13钢板水韧处理后硬度并不高（180～220HBS）。当它受到剧烈冲击或较大压力作用时，表面迅速产生加工硬化，并伴有马氏体相变，使表面硬度提高到52～56 HRC，因而具有高的耐磨性，而心部仍为奥氏体，具有良好的韧性，以承受强烈的冲击力。

钢材的冶炼方法、淬透性、金相组织、晶粒大小、Mn13化学成分和强度性能……等冶金因素都影响钢材的低温冲击性能(脆性破坏倾向)，上述各种因素会影响钢材的室温冲击吸收功和钢材的韧脆转折温度。

（1）钢材冶炼时脱氧情况对低温冲击性能的影响

沸腾钢、半镇静钢和镇静钢的低温冲击试验结果如图1所示。沸腾钢的碳（质量分数）可以达到0.20%，半镇静钢和镇静根据用途碳含量可以高一些。浇注后三种钢凝固时的氧含量不同，沸腾钢氧含量高，半镇静钢次之，镇静钢。氧含量低的钢凝固后均匀性和致密性好，V形缺口试样不同温度的冲击试验表明，沸腾钢的韧脆转折温度最高而镇静钢，半镇静钢处于中间。

（2）Mn13钢板终轧温度的影响

用成分(质量分数)为C：0.20%、Mn：0.68%的半镇静钢从101.6mm(4in)的板坯热轧成厚度为20.32ram(0.8in)钢板，热终轧温度对V形缺口试样冲击吸收功为20.34J和切断断口为50%的标准测定的韧脆转折温度的影响示如图2所示。

从图2看出：终轧温度为787℃时，其韧脆转折温度低于终轧温度高的，终轧温度高时，  为20.34J时测定的韧脆转折温度约为1.5℃，而在最后3个道次在低温轧制时，其韧性转折温度为-15℃。

（3）取样方向的影响

热轧低碳钢板取样方向对冲击性能的影响。平行于轧制方向的试样(纵向、横向)在所有试验温度的冲击吸收功都高于垂直轧制方向样品的。

Mn13钢板轧制时的轧制规程也影响其方向性，如果钢板是往复轧制，在两个方向有相同的压下量，则纵向和垂直向两个方向的冲击性能将几乎相等。

缺口平行于钢板表面的试样品(横向)冲击试验时吸收的能量大于缺口垂直于钢板表面的试样。韧脆转折温度似乎与样品方向无关，在试验温度高时，方向不同的试样冲击吸收功差别较大，而在温度低时，它们的冲击吸收功相差很小，几乎重合。

（4）加工硬化的影响

有一些钢材是经过冷拉加工的，Mn13钢板冷拉时的加工硬化也会对钢材的脆性破坏情况有影响。为此通过拉伸变形产生一定量的加工硬化后再进行不同温度的冲击试验了解它对韧脆转变温度的影响，试验结果如图4所示。

（5）金相组织对钢材脆性破坏倾向的影响

关于金相组织对钢材脆性破坏倾向的影响，文献上有很多数据。

用Cr-Mo钢经过热处理得到粗珠光体、细珠光体、上贝氏体、下贝氏体和马氏体组织，回火处理后，进行低温冲击试验，了解金相组织对低温冲击韧性的影响。试验用钢的成分如表1所示。试验结果列于下表。

高锰钢Mn13钢板取样方向对冲击性能的影响