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鎳在高錳鋼中的作用

來源:河南普天同創計量有限公司   2025年06月07日 07:16  

1、鎳能抑制碳從奧氏體中脫溶,降低晶界碳化物析出傾向,顯著減少晶間碳化物數量。含鎳高錳鋼以正火代替水淬獲得單一奧氏體組織,這將大大降低因水淬而引起的鑄件變形和裂紋發生率,簡化生產設備。

2、鎳能明顯提高高錳鋼的低溫力學性能。1%C-12%Mn高錳鋼-40℃的沖擊韌度只有室溫值的57%,而加入質量分數為3%的鎳后,此比值提高到75%。常規高錳鋼的零塑性轉變溫度(NDTT)為-93℃,加入鎳后可降至-100℃以下,且鎳質量分數為5%以下時,高錳鋼的低溫沖擊韌度隨鎳含量增加而提高。

3、鎳能提高高錳鋼使用溫度,擴大器應用范圍。熱處理后的普通高錳鋼加熱至260℃即開始在奧氏體經理內析出針狀碳化物,導致材料脆性相應上升。高錳鋼中加入質量分數為3%的鎳后,可使狀碳化物的析出溫度提高至380℃。

4、鎳能改善高錳鋼的抗氧化性能。含鎳高錳鋼鑄態組織中碳化物尺寸小、數量少,奧氏體化溫度可降低到950℃左右,保溫時間也可相應縮短,再由于含鎳鑄件本身具有較好的抗氧化作用,導致含鎳高錳鋼鑄件熱處理后的脫碳量和氧化皮生成量大幅度降低,明顯提高了鑄件質量。另外,含鎳高錳鋼還具有良好的抗裂性能。

5、鎳能改善高錳鋼的焊接性能。用化學成分(質量分數)≤1.1%C、11%-18%Mn、3.0%-5.0%Ni、0.04%-0.06%Si和≤2.0%Mo的含鎳高錳鋼焊條可代替1Cr18Ni9Ti不銹鋼焊條對高錳鋼鑄件施焊,可以獲得無碳化物析出、不發生奧氏體晶粒外延生長導致產生粗大柱狀晶粒的焊縫,力學性能良好,強度、塑性和韌性與普通高錳鋼沒有差別。鎳是我國的短缺資源,價格高,在高錳鋼中應謹慎使用。

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