高锰钢的超声冲击强化和抗磨损机理

高锰钢优异的形变硬化行为使其在强冲击磨损工况下具有广泛的应用，但是在低应力磨损下高锰钢的硬化能力有待提高。为了提高高锰钢在低应力磨损下的力学性能，提出高锰钢表面的超声冲击强化方法。首先，采用超声冲击强化技术对高锰钢表面进行处理，并进行磨损试验，通过三维轮廓仪、XRD、SEM和EDS等对显微组织、表面磨痕进行测试，研究超声冲击前后高锰钢表面的抗磨损性能。然后，通过维氏硬度计和SEM进行磨损前后亚表面维氏硬度测量和显微组织分析，揭示超声冲击高锰钢的形变硬化和抗磨损机理。研究发现，超声冲击高锰钢由于高应变率冲击和动态霍尔佩奇效应的双重作用，获得较大的硬化效果，其硬度远高于磨损前后原始高锰钢。揭示了高锰钢的超声冲击强化和抗磨损机理，可为低应力磨损下高锰钢的超声硬化处理提供技术基础。     

合金化高锰钢ZGMn13CrMo的组织与性能研究

通过对奥氏体高锰钢进行合金化和热处理工艺优化，研究了合金化高锰钢ZGMn13CrMo的力学性能、显微组织和耐磨性。结果表明，ZGMn13CrMo水韧处理后组织为奥氏体基体和均匀、细小、弥散分布的颗粒状碳化物。碳化物强化了奥氏体基体，冲击韧度是普通高锰钢的1．41倍，屈服强度是普通高锰钢的1.38倍，抗拉强度是普通高锰钢的1．25倍，耐磨性是普通高锰钢的1.35倍以上。     

高锰钢水韧处理效果的控制

简述了高锰钢和多元合金高锰钢的碳、硅、磷等化学成分和铸态组织的控制，根据铸态组织、性能要求和使用条件对热处理工艺的分类，以及高锰钢水韧处理工艺的控制。     

低温时效工艺对高锰钢组织和力学性能的影响

球磨机作为主要的矿山研磨设备,其中的高锰钢衬板是主要的易损部件。高锰钢只有在较高的冲击载荷作用下,才可产生加工硬化;当冲击载荷较小时,高锰钢的加工硬化不足,使高锰钢衬板的使用寿命降低。本课题主要研究稀土和微合金化方法对高锰钢衬板的耐磨性能以及显微组织的影响,并通过改变时效时间,比较其对材料的力学性能所产生的影响,以确定最佳的热处理方案,提高高锰钢衬板的耐磨性和抗冲击强度。     

锻焊和形变热处理对铸造高锰钢辙叉耐磨性的影响

铸造高锰钢是应用非常广泛的耐磨材料之一,但是由于铸造高锰钢存在缩松、气孔、晶粒粗大等铸造缺陷,导致其存在力学性能降低、服役稳定性差等难题。为了减少铸造高锰钢辙叉孔洞类缺陷和细化奥氏体晶粒,研究了锻焊和形变热处理(FW&TMCP)对铸造高锰钢辙叉耐磨性的影响,首先对铸造高锰钢和FW&TMCP高锰钢进行常规拉伸性能测试,然后在不同载荷作用下对铸造高锰钢和FW&TMCP高锰钢进行摩擦磨损试验。结果表明,FW&TMCP高锰钢的强塑性远高于铸造高锰钢,应变硬化速率也高于铸造高锰钢。微观组织结果显示FW&TMCP高锰钢的孔洞类缺陷减少了82%,致密度大幅提高。随着摩损载荷的增大,两种状态高锰钢摩擦因数均逐渐减小。在施加相同磨损载荷时,铸造高锰钢的摩擦因数小于FW&TMCP高锰钢;FW&TMCP高锰钢的塑性变形程度更小,耐磨性更高。随着磨损载荷的增大,两种状态高锰钢的磨损机制均由粘着磨损转变为磨粒磨损。     

水韧处理工艺对合金高锰钢组织和性能的影响

研究了水韧处理工艺对Cr、V、Mo合金高锰钢金相组织和力学性能的影响.试验结果表明,水韧处理工艺对合金高锰钢金相组织和力学性能有显著影响,适宜的水韧处理工艺(加热至1100℃,保温4h)可以改善高锰钢金相组织和力学性能,使σb=780MPa、δ5 30%、αK=150J/cm2、HBS=258,使用寿命达到1800h以上.     

高锰钢中奥氏体的加工硬化机理

对铸造型的高锰钢(ZGMnl3)，水韧处理获得单一奥氏体耐磨钢的应力应变和残体硬度作了分析讨论，说明高锰钢奥氏体具有相当高的加工硬化度，在室温下权限变形后，共硬度远未达到峰值，因此，奥氏体高锰钢的加工硬化特性是由奥氏体本身强化作用影响产生的。同时迁就高锰钢的主要化学成分对组织及性能的影响，大型高锰钢件的制造中的问题作了简要介绍。     

钨对高锰钢显微组织和冲击韧性的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、电子探针、力学性能检测等手段,研究合金元素W(0～1.460%)对高锰钢显微组织和冲击韧性的影响.试验结果表明:随着合金元素W的增加,高锰钢的晶粒减小;高锰钢的基体硬度提高;高锰钢中析出少量以W为主要合金元素的碳化物;高锰钢冲击韧性先增后降,当含W量为0.912%时高锰钢的冲击韧性最高,达到329.9J/cm2,此不含W的高锰钢约提高了49%.这是W元素的细晶作用、固溶强化和碳化物析出综合作用的结果.     

铝对高锰钢铸态组织及性能的影响

本文研究了铝对高锰钢铸态组织及性能的影响，结果表明：铝可减少并消除高锰钢铸态组织中的网状二次碳化物，提高其铸态冲击韧性和加工硬化能力。     

微量元素高锰钢的研制及应用

高锰钢的优良性能使其在耐磨领域中的应用有着重要地位。但在热处理过程中难以保证要求的金相组织，并容易引起脱碳、晶粒长大、裂纹的变形。通过调整铸态高锰钢中碳、锰含量以及微量元素含量，改善其组织和力学性能，是解决高锰钢铸态下使用的有效方法。     

不同形变对高锰钢组织和性能的影响

采用静载荷压缩的方法研究了高锰钢在不同程度和速率变形后的组织和性能.结果表明:形变后高锰钢发生明显的加工硬化,表面硬度值随变形程度和变形速率的增大而提高,其中变形程度的影响效果更显著;形变后的组织由奥氏体和针状马氏体组成,马氏体量随变形程度和变形速率的增加而增加.分析了高锰钢的加工硬化机理.     

ZGMn13Cr2RE强韧性高锰钢衬板在球磨机上的应用

介绍了强韧性高锰钢衬板的化学成分、组织性能，以及强韧性高锰钢衬板的生产及水韧处理工艺。工业试验表明，强韧性高锰钢衬板的耐磨性是原来的1．5倍。     

LNG储罐用高锰钢中厚板生产技术开发

为实现高锰钢良好的强韧性能匹配，对高锰钢中厚板进行了控轧控冷工艺试验，通过金相显微镜、扫描电镜和透射电镜观察了高锰钢中厚板的显微组织，采用拉伸和冲击试验机测定了高锰钢中厚板的综合力学性能。结果表明：高锰钢中厚板显微组织为单相奥氏体，奥氏体晶粒尺寸为10～20μm,碳化物弥散分布在奥氏体晶界处，且奥氏体晶粒内部存在较大尺寸的孪晶；高锰钢中厚板纵向屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和-196℃冲击功分别为508 MPa、862 MPa、50.07%和124 J,高锰钢中厚板横向屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和-196℃冲击功分别为511 MPa、856 MPa、51.67%和97 J;奥氏体晶界处弥散分布的硬相(Cr, Mn)₂₃C₆型碳化物，可有效提高高锰钢中厚板的强度；孪晶诱导塑性(TWIP)效应产生大量形变孪晶，增加了均匀伸长率，是高锰钢主要的增塑机制；软相奥氏体中形成的机械孪晶促进位错滑移和增殖，同时产生较强的晶粒细化效应，是高锰钢主要的韧化机制。     

钼对高锰无磁钢的磁性和力学性能的影响

作为在破场环境下使用的无磁结构材料，奥氏体系高锰钢日益受到重视，高锰钢具有优良的无磁特性和低的热胀系数，但是在强度特性上尚待进一步提高。因此，研究了钻在提高Fe－Mn－B系高锰钢强度特性和改善无磁特性上的效果。所研究的高锰钢的成分含（Wt％）：C0．005—0．01、Si0．05～0．11、Mn20～35、B0．2、Mo0～6、余为Fe，由高频感应电炉在氩气保护下熔炼获得6．5kg钢锭，经热骸和冷锻加工成～10～lmm棒材。然后在473～1273K加热18ks后炉冷热处理后，测定了热胀系数、抗拉强度、硬度和磁性等。研究结果表明：（1）添加错，在Fe－…     

轧制变形对Mn13组织及性能的影响

利用光学显微镜、透射电子显微镜和HD-187．5型硬度计对高锰钢在不同轧制应力条件下的组织和性能进行了分析和研究。结果表明：随形变量的增大，位错密度增加，组织中孪晶的数量明显增加，晶粒细化。高锰钢的硬度随着形变量的增加而增大。说明大量的孪晶变形、孪晶和位错之间的交互作用是高锰钢产生应变硬化的主要原因。     

高锰钢辙叉的焊补

高锰钢（Mn13）辙叉结构复杂，铸造过程中易出现裂纹、气孔、缩孔等缺陷，常需要进行焊补。 高锰钢的热膨胀系数高（约为低碳钢的1．9倍），而其导热性又低（约为碳钢的1／3～1／4），故在焊缝及热影响区中易产生冷裂纹。另外，高锰钢的线收缩率也高（为低碳钢的1．6倍），故又易产生热裂纹。总之，裂纹是高锰钢焊接中比较普遍而又十分严重的缺陷。因此，解决高锰钢辙叉焊接质量的关键问题是如何防止裂纹的产生。     

高锰钢水面下手弧堆焊热影响区组织和性能的改善——高锰钢水面下焊接研究之二

在“高锰钢水面下手弧焊工艺特点”一文中,验证了采用普通的高锰钢焊条进行焊后立即淬火的水面下焊接,在工艺上是可行的。本文将着重研究采用水面下堆焊对高锰钢焊接热影响区组织和性能的改善效果。     

重型钢轨与高锰钢辙叉的焊接Ⅲ焊接工艺

高碳钢钢轨与高锰钢辙叉的焊接难度很大，仍属国际性难题。文中用手工电弧焊的方法，对高锰钢短轨（长600mm）和高碳钢钢轨（长600mm）标准件进行了大量的实物对接焊试验研究工作。最终采用增加双介质过渡层方式、全包覆过渡层形式、高锰钢侧过渡层二次水韧处理工艺、U形坡口接头、对称焊接方法等技术，对钢轨与辙叉标准试样进行了成功的焊接，通过铁道部产品质量监督检验中心进行了静弯及疲劳检验，对焊接接头进行了力学性能检验及金相组织分析，检验结果均达到和超过了国内外相关标准的指标要求，该技术可直接用于铁道线路上辙叉与钢轨产品的焊接。     

超高锰钢锤头的复合堆焊修复研究

在分析超高锰钢锤头的破坏行为和磨损机理后，采用“母材 中间过渡层 耐磨层”的复合堆焊工艺进行了超高锰钢锤头的堆焊修复试验，并分析了不同焊条堆焊的过渡层和焊接热影响区的组织结构。应用新研制的GMl焊条堆焊过渡层成功地堆焊修复了超高锰钢锤头。工业应用结果表明，这种复合堆焊修复的超高锰钢锤头具有极好的抗磨损性能，使锤头的使用寿命提高了2．5—3倍。     

钒钛高锰钢中碳化物的研究

钒钛高锰钢中碳化物的研究徐志明（阜新矿业学院）１前言钒钛高锰钢的耐磨机理研究已有报道，但对于钒钛碳化物、碳氮化物的成分和结构及钒钛合金元素的分布报道甚少。本文重点探讨钒钛高锰钢中碳氮化物的类型、形状、大小、数量及钒和钛的分布，以期为高锰钢的开发应用提...