轻质高锰钢的组织及力学性能

作者:杨壹; 郑志斌*; 叶志国; 杨浩坤; 龙骏; 郑开宏
来源:钢铁研究学报, 2021, 33(11): 1189-1197.
DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200245

摘要

高锰钢作为耐磨材料,被广泛应用于高载荷或冲击磨损的工况下。轻量化是钢铁材料发展的趋势之一,也是满足工业节能降耗需求的重要途径。为了明确轻质化元素铝对此类钢种的影响,以高锰钢ZGMn18Cr2为基础,通过控制铝含量,得到成分不同的轻质高锰钢。利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及电子探针(EPMA)等手段对其微观组织进行表征,并采用硬度测试、室温冲击和拉伸实验测试了其力学性能。结果表明,随着铝的质量分数在0~11%范围内不断增大,高锰钢的密度得到明显降低,铁素体相逐渐稳定,晶粒得到细化。同时,材料的抗拉强度、屈服强度、伸长率和室温断裂冲击功先升高后下降;硬度则先下降后升高。这些性能的改变与铝含量的变化、第二相铁素体的出现以及含铝碳化物的数量有重要关系。