高锰钢

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高锰钢是抗冲击磨损的典型耐磨钢，1882年英国人R.A.哈德菲尔德首先制成，故标准型的Mn13高锰钢又称哈德菲尔德钢。它含有约1.2％的碳和13％的锰,经1000～1050℃的水中淬火处理后能获得全部的奥氏体组织，因此也称奥氏体高锰钢。它具有很好的韧性和很强的加工硬化倾向，在冲击条件下显示出优越的耐磨性。高锰钢主要用于制作颚式破碎机齿板、挖掘机斗齿和铁路道岔等。
高锰钢也叫高锰奥氏体钢，是一类历史悠久的耐磨钢，经水处理后可获得单一的奥氏体组织，具有优良的韧性及无磁性。高锰钢的主要特点是，在较大动力或接触应力的作用下，其表面层将迅速产生加工硬化，，并有马氏体及相沿滑移面形成，从而产生高耐磨表面层，而骨层仍保持优良的动力韧性，因此即使零件磨损到很薄，仍能承受较大的动力载荷而不致破裂。 适用范围高锰钢不是在任何条件下都是耐磨的，只有使用时有外来的动力或压应力作用下迅速产生加工硬化，形成硬面耐磨的表面层，才能显示出优良的耐磨性，因此高锰钢是制造球磨机，棒磨机的铁板，钢球，锤式和反击式破碎机的锤头，腭式破碎机的齿板，圆锥式破碎机的轧壁挖机斗齿的理想材料。
       耐磨高锰钢特别适用于冲击磨料磨损和高应力碾碎磨料磨损工况，常用于制造球磨机衬板，锤式破碎机锤头，颚式破碎机颚板，圆锥破碎机轧臼壁、破碎壁，挖掘机斗齿、斗壁，铁道道岔，拖拉机和坦克的履带板等抗冲击、抗磨损的铸件。高锰钢还用于：防弹钢板，保险箱钢板等。
        高锰钢是典型的抗磨钢,铸态组织为奥氏体加碳化物。经1000°C左右水淬处理后组织转变为单一的奥氏体或奥氏体加少量碳化物，韧性反而提高，因此称水韧处理。
        高锰钢最重要的特点是在强烈的冲击、挤压条件下，表层迅速发生加工硬化现象，使其在心部仍保持奥氏体良好的韧性和塑性的同时硬化层具有良好的耐磨性能。这是其它材料所不及的。但高锰钢的耐磨性只是在具备足以形成加工硬化的条件下才表现出其优越性，其他情况下则很差。
        其相关的国家标准和国际标准如下：
        我国高锰钢铸件的国家标准(GB/T5680-1998)牌号有：ZGMn13-1、ZGMn13-2、ZGMn13-3、ZGMn13-4、ZGMn13-5；
        美国ASTM奥氏体锰钢铸件标准(ASTMA128/A128M-1993)钢号有：ASTM-A(UNS-J91109)、ASTM-B-1(UNS-J91119)、ASTM-B-2(UNS-J91129)、ASTM-B-3(UNS-J91139)、ASTM-B-4(UNS-J91149)、ASTM-C(UNS-J91309)、ASTM-D(UNS-J91459)、ASTM-E-1(UNS-J91249)、ASTM-E-2(UNS-J91339)、ASTM-F(说明：如果用户无其它要求,一般供给钢号A铸件)；
        俄罗斯铸造高锰钢标准ΓOCT977-1988钢号有：110Γ13π、110Γ13X2BPπ、110Γ13ΦTπ、130Γ14XMΦAπ、120Γ10Φπ；
        ISO奥氏体锰钢铸件国际标准[ISO13521:1999(E)]牌号有：GX120MnMo7-1、GX110MnMo13-1、GX100Mn13、GX120Mn13、GX120MnCr13-2、GX120MnNi13-3、GX120Mn17、GX90MnMo14、GX120MnCr17-2。
        而典型的Mn17耐磨高锰钢是在Mn13钢的基础上增加锰量，提高了奥氏体的稳定性，阻止碳化物的析出，进而可提高钢的强度和塑性，提高钢的加工硬化能力和耐磨性。比如用于北方的ZGMn18铁道叉寿命较ZGMn13提高20%~25%。
        高锰钢由于加工硬化现象，应尽量避免对铸件进行加工。铸件上的孔、槽尽可能铸出。但对高锰钢的加工也并非完全不可能。刀具修整一次进刀加工完的可以进行，不可避免的加工应在铸件工艺设计时放大加工量，以使加工的进刀量避开加工硬化层。
        高锰钢重新加热时，在250—800 °C间存在碳化物析出的脆性温度区间,且铸态高锰钢又存在网状碳化物以及铸造应力，因此，焊接性能很差。
        高锰钢铸件，应在水韧处理后割冒口或缺陷焊补，焊后应快速冷却。为消除或尽可能减小热影响区，应用小电流，不连续施焊，或边焊边浇水冷却。焊条采用高锰钢焊条或奥氏体不锈钢焊条。若存在加工硬化层，应在焊前去除。
高锰钢的铸造
      高锰钢铸件多采用砂型造型工艺方案，砂型铸造由于技术成熟，生产效率高而广为推广。也有采用特种铸造的。特种铸造是指在铸型材料、制型方法、金属液充型形式和金属在型中凝固条件等方面与砂型铸造有显著差别的铸造方法。特种铸造包括：熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、反压铸造、挤压铸造、离心铸造、消失模铸造、石膏型铸造、陶瓷精密型铸造、连续铸造、真空吸铸、细晶铸造、电磁铸造等。