超高錳鋼是在普通高錳鋼標(biāo)準(zhǔn)成份的基礎(chǔ)上通過(guò)提高錳含量發(fā)展而來(lái)的。它既具有較高的加工硬化速率,又保持了高韌性的奧氏體組織。其主要特點(diǎn)有:①提高了奧氏體穩(wěn)定性,阻止碳化物析出,因而可提高鋼的強(qiáng)度和塑性;②進(jìn)一步擴(kuò)大了γ相區(qū),增加了奧氏體固溶碳、鉻等元屬的能力,為增加碳量和多元合金化提供了良好的條件,進(jìn)而提高了鋼的加工硬化能力和耐磨性。
目前,超高錳鋼按錳含量不同主要有ZGMn16、ZGMn18、ZGMn20、和ZGMn25等型號(hào)。為了進(jìn)一步提高超高錳鋼的耐磨性,國(guó)內(nèi)外普遍采用稀土、鈦、氮、鈮、鋇、鈣、鎂、鋁、鋯、鉀和鈉等進(jìn)行變質(zhì)處理。黃四亮研究了稀土、釩、鈦復(fù)合變質(zhì)對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.1%~1.5%C、17%~19%Mn、1.5%~4.0%Cr和0.4%~0.8%Si的超高錳鋼組織和性能的影響,由于稀土元素十分活潑,能奪取MnS和其它金屬硫化物中的硫,凈化鋼液,起到脫氧、脫硫、變質(zhì)及生核的作用,使鑄態(tài)碳化物變小,并改變碳化物的不均勻性。而釩、鈦因少部分溶于奧氏體中,增加了奧氏體的穩(wěn)定性,其他大部分則是以高熔點(diǎn)、高硬度的VC、VN、Ti(C,N)、TiC、TiN等形式存在,促使鑄態(tài)組織中的碳化物更加彌散分布于奧體中,導(dǎo)致超高錳鋼原始組織更加細(xì)化,碳化物分布更均勻。水韌處理后易得到微小碳化物顆粒和奧氏體復(fù)合組織,材料具有良好的強(qiáng)韌性和耐磨性,在沖擊磨損條件下,其耐磨性比普通高錳鋼提高47%~70%。用稀土-鈦復(fù)合變質(zhì)處理ZGMn18Cr2超高錳鋼制造的風(fēng)扇磨沖擊板,其使用壽命比普通ZGMn13提高50%以上。德國(guó)用鋁變質(zhì)處理ZGMn18Cr2超高錳鋼風(fēng)扇磨沖擊板的使用壽命也比ZGMn13提高1000多小時(shí)。