摘要：自从1882年Hadfield高锰钢问世以来,吸引了国内外众多科研人员在高锰钢成分设计、组织调控、生产工艺及应用开发等方面做了大量研究工作,使这个具有百年历史钢种的应用领域从最初的耐磨钢领域,逐渐拓展到无磁钢、汽车钢、腐蚀及低温环境用钢,甚至功能材料领域,形成了多个关键钢铁材料品种,成为特种钢领域最典型、应用领域最广的钢种系列,极大地丰富了钢铁材料世界。这些高锰钢品种的研发、制造及应用,对推动钢铁制造技术创新及下游行业发展起到了极其重要的作用。介绍了高锰钢的起源和发展,重点梳理了典型应用领域中使用的高锰耐磨钢、高锰汽车钢、高锰低温钢、高锰无磁钢以及高锰阻尼合金的化学成分、微观组织及性能研究进展,并对这几类高锰钢微观组织和性能的调控方法及效果进行了较为详细的总结和举例说明。虽然高锰含量保证了高锰钢获得特殊的微观组织、力学和物理特性,但同时也导致了其在生产制造中面临连铸漏钢、焊接接头性能不稳定、扩孔性能不足等系列共性技术难题,这在一定程度上限制了高锰钢的推广和应用。通过统计当前不同类型高锰钢的碳-锰含量和微观组织特征,指明了新型高锰钢的化学成分设计思路,并探讨了未来高锰钢在理论研究和应用领域的主要发展方向。

摘要：测定了中碳25Mn钢经温轧及退火处理后的拉伸性能及-196℃时的低温韧性,并对不同处理条件下的显微组织及冲击断口进行了观察,讨论了试验钢退火过程中的再结晶行为及其对力学性能的影响机制。结果表明:试验钢在550℃保温1 h后已经基本完成再结晶,再提高退火温度,再结晶组织逐渐粗化,导致奥氏体的稳定性变差,因此在变形过程中更易于发生马氏体相变,即相变诱导塑性(TRIP)机制逐渐增强,这虽然能够在一定程度上缓解裂纹形核与扩展过程中产生的应力集中,但马氏体的产生也会导致钢的韧性与塑性恶化。同时,结果也表明即便再结晶已经充分,细小的奥氏体晶粒中仍然存在一定量的高密度位错胞和层错,因此产生了比单一细晶强化更高的强度增量。

摘要：高锰钢具有良好的强度、延展性及耐磨性等特性,正广泛应用于能源、交通、工程机械等领域。采用连铸替代传统模铸生产高锰钢可显著提高生产效率,正受到冶金企业的重点关注。但目前高锰钢连铸生产仍存在浇铸不畅、铸坯质量缺陷频发的问题,严重制约着高锰钢高效、高质化连铸生产。结合国内外研究学者前期研究工作,重点对高锰钢凝固特性基础研究和连铸实践两方面进行了回顾。首先,介绍了成分对Fe-Mn、Fe-Al二元相图,Fe-Mn-C、Fe-Al-C三元相图,Fe-Mn-Al-C四元相图的影响;高锰钢的成分对固液相线温度、密度、导热系数等热物性参数的影响,以及对凝固组织和析出物的影响。然后,结合高锰钢连铸生产实践,介绍了高锰钢连铸保护渣、冷却工艺和压下工艺设计和优化。虽然部分高锰钢已经实现了连铸替代模铸生产,但连铸坯质量问题仍然未得到根本性的解决,特别是高锰高铝钢连铸生产仍面临着相当大的困难。未来应持续开展高锰钢凝固特性方面的深入研究,并针对高锰钢凝固特性开展专用连铸工艺设计和开发,实现高锰钢连铸精细化控制,确保高锰钢连铸高效和高质化生产。

摘要：在链轨节密封圈沉孔的镗孔加工过程中存在断屑困难以及切屑缠绕刀杆的问题。为了解决切屑缠绕刀杆的问题,从工件材料、结构及刀杆结构等方面对该问题进行分析,设计了一种基于工件间歇进给原理的断屑方法,设计了不同间歇进给次数的加工程序并进行了试验。试验结果表明,当工件的间歇进给次数达到8次及以上时,可解决切屑缠绕刀杆问题。

摘要：近年来,以液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)双燃料动力为主的绿色船舶数量急剧增加,LNG储罐用高锰钢作为其关键低温材料之一引起越来越多的关注。为通过合金化设计提高LNG储罐用高锰钢的强韧性,系统研究了合金元素种类和增量等对强度和低温冲击韧性的影响规律,分析了低温轧制和轧后冷却方式对组织性能的影响。结果表明,置换固溶元素Ni、Mo和Al可提高屈服强度,而Cr对屈服强度影响不大,Mn降低屈服强度;除Mo之外,其他合金元素均降低抗拉强度;但置换固溶元素均可改善低温冲击韧性。间隙固溶元素C可同时提高屈服强度和抗拉强度,但会损害低温冲击韧性。微合金元素Nb和V主要通过抑制再结晶来提高强度,且部分再结晶组织恶化低温韧性,另外,添加质量分数为0.3%的Nb或0.5%的V才可产生显著的强化效果。高锰钢的强化往往伴随低温冲击韧性的恶化,使得高强韧高锰钢开发存在困难,但本研究发现基于Al添加的固溶强化、细晶强化以及变形机制调控可在有效提高强度的同时获得优异的低温冲击韧性。确定了获得优异低温冲击韧性的室温层错能范围为40~44 mJ/m^(2),估算了Ni、Mo、Cr、Mn、Al和C的固溶强化系数分别为7.0、32.0、0.5、-3.0、22.0和290.0 MPa/%。本研究为高强韧高锰钢的设计提供试验支撑。

摘要：采用Gleeble-3500试验机对ZGMn13Cr2高锰钢进行0.1s-1应变速率下的室温压缩实验,应变量分别为5%,30%和50%.利用金相显微镜、维氏显微硬度机、XRD和TEM等方法,研究了压缩变形量对ZGMn13Cr2显微组织衍变及加工硬化机制的影响.结果表明:高锰钢压缩变形后晶粒内出现大量变形带,变形带相互交叉、缠结、割截.压缩变形量为5%时,高密度位错相互缠结呈位错胞或者位错墙,压缩变形量为30%时,基体内出现形变孪晶,随着变形量的进一步增大,孪晶的密度和体积分数增大,水韧态高锰钢在压缩变形量为50%的条件下,其显微硬度与初始态相比提高了125%,达到***结果显示,压缩变形后基体组织为奥氏体和少量的碳化物,未发现相变诱发马氏体组织.随着变形量的增大,高锰钢加工硬化机理由位错强化机制向形变孪晶强化为主、位错+少量层错强化机制为辅的机制转变.

摘要：目前,国内已研发了多种有轨电车转辙器结构,包括摆针式、整体式和拼装式。这些结构存在各自的优缺点,尚不能很好的平衡客户需求和工厂生产便捷性要求的矛盾。现拟通过设计一种新型转辙器结构来解决这个矛盾。通过结构设计,提出了一种新型高锰钢镶嵌式转辙器结构。该转辙器主体结构采用高锰钢整体铸造,并镶嵌耐磨性能优良的基本轨和尖轨。通过三维仿真计算,按极限状态法的规范要求,对尖轨强度进行检算。通过厂内试制和现场应用,验证转辙器方案的可行性。结果表明:转辙器中的零部件强度检算结果满足相关规范要求。转辙器投入使用后,现场应用效果良好,满足了黄埔区有轨电车2号线工程的需求,未来具有进一步推广的潜力。通过采用高锰钢镶嵌式结构的方式,可有效平衡客户需求和工厂生产便捷性要求的矛盾。相比整体式转辙器,新型转辙器的生产周期和生产成本都有大幅降低,但成本略高于拼装式转辙器,未来可作进一步优化,以进一步提高产品竞争力。

摘要：对高锰钢的切削性能、铣削加工工艺、刀具的结构和几何参数设计等进行了理论阐述及实践总结。

摘要：根据高锰钢生产的实践经验,提出了高锰钢铸件在铸造生产过程中裂纹产生的机理及受大冲击载荷高锰钢铸件在使用过程中裂纹产生发展的机理。认为铸件在使用过程中的非正常失效的原因主要是由于铸件内部存在着显微裂纹、碳化物孔洞、晶界上的磷共晶、非金属夹杂物、缩孔、缩松等缺陷造成。从铸件的结构设计、化学成分的选取、冶炼、浇注、造型、清理及热处理各个环节中根据高锰钢的特点,制订出合理的工艺并严格执行而获得优质的铸件。通过采取细化晶粒、强化脱氧、脱磷来预防铸件产生裂纹。生产实践证明:以上措施是消除或减小高锰钢铸件裂纹的有效手段。

摘要：总结了微合金化高锰钢生产动锥、定锥的铸造工艺。通过成分优化和热处理工艺优化设计,采用消失模铸造工艺方案,试制成功一套动锥、定锥产品。经工业应用检验,使用寿命由原来的700h延长到1000h以上。