【 – 话题作文】
第一篇:《高锰钢中锰、硅、磷的测定》
高锰钢中锰、硅、磷的测定
（炉前快速法）
一、锰的测定：
主要试剂：1、浓硝酸；
2、氢氟酸；
3、高锰混合液：125ML硝酸中加入磷酸36ML，硝酸银1G，硼酸
20G，水稀至1升
4、过硫酸铵：固体。
分析操作：
称样20MG于烧杯中，加入3ML硝酸，边溶边滴加氢氟酸3-4滴，溶完样后加入混合酸30ML，过硫酸铵固体2-3克，煮沸10S，加水70ML，摇匀，于波长530处，1CM比色杯中，水为参比，测其吸光度。
二、硅的测定：
主要试剂：1、过氧化氢（30%）
2、盐酸
3 钼酸铵溶液（5%）
4 草酸溶液（2、5%）
5 硫酸亚铁铵溶液（1%）：每100ML中加浓硫酸1ML；
分析操作：
称取式样30MG于三角烧杯中，加盐酸1ML，过氧化氢3ML，稍加热使式样溶解，加入热水15ML，加热至大气泡出现，取下，加入钼酸铵5ML，摇动中加热10-15S，立即加草酸40ML，加入硫酸亚铁铵40ML，摇匀。于波长680处，1CM比色，水为参比，测其吸光度。
三、磷的测定：
主要试剂：1、硝酸（1+1）
2、高锰酸钾（4%）
3、亚硝酸钠（5%）
4、钼酸铵（20%）-酒石酸钾钠溶液（20%）：（1+1）当天混合；
5、氟化钠（2、4%）-氯化亚锡溶液（0、2%）：每100ML氟化钠
溶液（2、4%）中，当班加入绿化亚锡0、2G
分析操作：
称取式样50MG，于5ML硝酸中，加热至式样溶解，加水10ML，滴加高锰酸钾（4%）4-5滴，煮沸至有棕色二氧化锰沉淀，滴加亚硝酸钠（5%）4-5滴，煮沸45S，加入钼酸铵-酒石酸钾钠溶液5ML，氟化钠-绿氯化亚锡溶液40ML，摇匀。于波长680处，2CM比色，水为参比，测其吸光度。
南京耀华分析仪器有限公司
总经理：朱巧勇
第二篇:《高锰钢分类及简介》
一、高锰钢分类及简介
1、高锰钢的来源
1882年第一次获得奥氏体组织的高锰钢，1883年英国人哈德菲尔德(R．A．Hadfield)取得了高锰钢专利。高锰钢依其用途的不同可分为两大类：
2、耐磨钢
这类钢含锰10％～15％，碳含量较高，一般为0.90％～1.50％，大部分在1．0％以上。其化学成分为(％)：{高锰钢锰电器鉴别}.
C0．90～1．50Mn10.0～15．0
Si0．30～1.0 S≤0.05 P≤0.10这类高锰钢的用量最多，常用来制作挖掘机的铲齿、圆锥式破碎机的轧面壁和破碎壁、颚式破碎机岔板、球磨机衬板、铁路辙岔、板锤、锤头等。
上述成分的高锰钢的铸态组织通常是由奥氏体、碳化物和珠光体所组成，有时还含有少量的磷共晶。碳化物数量多时，常在晶界上呈网状出现。因此铸态组织的高锰钢很脆，无法使用，需要进行固溶处理。通常使用的热处理方法是固溶处理，即将钢加热到1050～1100℃，保温消除铸态组织，得到单相奥氏体组织，然后水淬，使此种组织保持到常温。热处理后钢的强度、塑性和韧性均大幅度提高，所以此种热处理方法也常称为水韧处理。热处理后力学性能为：ζb615～1275MPa ζ 0.2340～470MPa ζ15％～85％ ψ15％～45％ aKl96～294J／cm2 HBl80～225
高锰钢经过固溶处理后还会有少量的碳化物未溶解，当其数量较少符合检验标准时，仍可使用。
奥氏体组织的高锰钢受到冲击载荷时，金属表面发生塑性变形。形变强化的结果，在变形层内有明显的加工硬化现象，表层硬度大幅度提高。低冲击载荷时，可以达到HB300～400，高冲击载荷时，可以达到HB500～800。随冲击载荷的不同，表面硬化层深度可达10～20mm。高硬度的硬化层可以抵抗冲击磨料磨损。高锰钢在强冲击磨料磨损条件下，有优异的抗磨性能，故常用于矿山、建材、火电等机械设备中，制作耐磨件。在低冲击工况条件下，因加工硬化效果不明显，高锰钢不能发挥材料的特性。 中国常用的高锰钢的牌号及其适用范围是：ZGMn13—1(C 1.10％～
1.50％)用于低冲击件，ZGMn13—2(C1.00％～1.40％)用于普通件，ZGMn13—3(C0.90％～1.30％)用于复杂件，ZGMn13-4(C0.90％~1.20％)用于高冲击件。以上4种牌号钢的锰含量均为11.0％～14.0％。
在冲击载荷作用的冷变形过程中，由于位错密度大量增加，位错的交割、位错的塞积及位错和溶质原子的交互作用使钢得到强化。这是加工硬化的重要原因。另一个重要原因则是高锰奥氏体的层错能低，形变时容易
出现堆垛层错，从而为ε马氏体的形成和形变孪晶的产生创造了条件。常规成分的高锰钢的形变硬化层中常可以看到高密度位错、位错塞积和缠结。ε马氏体和形变孪晶的出现使钢难以变形，尤其是后者的作用更大。上述各种因素都使高锰钢的硬化层得到很高程度的强化，硬度大幅度提高。 高锰钢极易加工硬化，因而很难加工，绝大多数是铸件，极少量用锻压方法加工。高锰钢的铸造性能较好。钢的熔点低(约为14()()℃)，钢的液、固相线温度间隔较小，(约为50℃)，钢的导热性低，因此钢水流动性好，易于浇注成型。高锰钢的线膨胀系数为纯铁的1．5倍，为碳素钢的2倍，故铸造时体积收缩和线收缩率均较大，容易出现应力和裂纹。{高锰钢锰电器鉴别}.
为提高高锰钢的性能进行过很多合金化、微合金化、碳锰含量调整和沉淀强化处理等方面的研究，并在生产实践中得到应用。介稳奥氏体锰钢的出现则可较局gao大幅度降低钢中碳、锰含量并使钢的形变强化速度提高，可适用于高和中低冲击载荷的工况条件，这是高锰钢的新发展。
3、无磁钢
这类钢含锰大于17％，碳含量一般均在1.0％以下，常在电机工业中用于制作护环等。这类钢的密度为7.87～7.98g／cm3。由于碳、锰含量均高，钢的导热能力差。导热系数为12.979W／(mo℃)，约为碳素钢的1／3。由于钢是奥氏体组织，无磁性，其磁导率μ为1．003～1．03(H/m)。
二、高锰钢的铸造工艺
在高能量冲击的工作条件下，高锰钢与超高锰钢铸件的应用范围是广阔的。许多铸造厂，对生产此类钢种铸件缺乏必要的认识。现对具体操作做简要的说明，供生产者参考。{高锰钢锰电器鉴别}.
1 、化学成分
高锰钢按照国家标准分为5个牌号，主要区别是碳的含量，其范围是0.75％－1.45％。受冲击大，碳含量低。锰含量在11.0％－14.0％之间，一般不应低于13％。超高锰钢尚无国标，但锰含量应大于18％。硅含量的高低，对冲击韧度影响较大，故应取下限，以不大于0.5％为宜。低磷低硫是最基本的要求，由于高的锰含量自然起到脱硫作用，故降磷是最要紧的，设法使磷低于0.07％。铬是提高抗磨性的，一般在2.0％左右。
2、 炉料
入炉材料是由化学成分决定的。主要炉料是优质碳素钢（或钢锭）、高碳锰铁、中碳锰铁、高碳铬铁及高锰钢回炉料。这里特别提醒的是由人认为只要化学成分合适，就可以多用回炉料。这个人士是有害的。某些厂之所以产品质量不佳，皆出于此。不仅高锰钢、超高锰钢，凡是金属铸件，
绝不可以过多的使用回炉料，回炉料不应超过25％。那么，回炉料过剩该如何？只要把废品降到最低，回炉料就不会过剩。
3 、熔炼
这里着重讲加料顺序，无论用中频炉，还是电弧炉熔炼，总是先熔炼碳素钢，而各类锰铁和其他贵重合金材料，要分多次，每次少量入炉，贵重元素在最后加入，以减少烧损。料块应尽量小些，以50－80mm为宜。熔清后，炉温达到1580－1600℃时，要脱氧、脱氢、脱氮，可用铝丝，也可用Si-Ca合金或SiC等材料。将脱氧剂一定压到炉内深处。金属液面此时用覆盖剂盖严，隔断外界空气。还要镇静一段时间，使氧化物、夹杂物有充足时间上浮。然而，不少企业，只将铝丝甚至铝屑，撒再金属液面上，又不加覆盖，岂不白白浪费！在此期间，及时用中碳锰铁来调整锰与碳的含量。
钢液出炉前，将浇包烘烤到400℃以上是十分必要的。在出炉期间用V-Fe、Ti-Fe、稀土等多种微量元素做变质处理，是使一次结晶细化的必要手段，它对产品性能影响是至关重要的。
4、 炉料与造型材料
要延长炉令，当分清钢种与炉衬的属性。锰钢属碱性，炉衬当然选用镁质材料。捣打炉衬要轮番周而复始换位操作。添加炉衬材料不可过厚，每次80厘米左右为宜，捣毕要低温长时间烘烤。如提高生产效率，笔者建议采用成型坩埚（沈阳力得厂和恒丰厂均又成品出售），从拆炉捣装成，不用1小时，即可投入生产，同时成型坩埚对防穿炉大裨益。当然，炉令的长短与操作者大又关系。不少操作者像掷铅球的运动员一样，把炉料从三四米之外投入炉内，既不安全又伤炉令，应将炉料置于炉口旁预热，然后用夹子慢慢地将炉料顺炉料置于炉口旁预热，然后用夹子慢慢地将炉料顺炉壁放入。
造型材料和涂料也应与金属液属性相一致，或者用中兴材料（如铬铁矿砂、棕刚玉等）。若想获得一次结晶细化的集体，采用蓄热量大的铬铁矿砂是正确的，尤其是消失模生产厂，用它将克服散热慢的缺点。
5、 铸造工艺设计
锰钢的特点是凝固收缩大，散热性差，据此，在工艺设计中铸造收缩率取2.5％－2.7％，铸件越长大、越应取上限。型砂与砂芯的退让性一定要好。浇注系统采取开放式。多个分散的内浇道从铸件的薄壁处引入，且成扁而宽的喇叭状，靠近铸件处的截面积大于与横浇道相联的截面积，使金属液快速平稳地注入铸型，防止整个铸型内的温差过大。冒口直径要大于热节直径，紧靠热节，高度是直径的2.5－3.0倍，必须采用热冒口甚至浇冒口合一，让充足的高温金属液来不足铸件在凝固收缩时之空位。将直
浇道、冒口位于高处（砂箱有5－8。的斜度）也是正确的。浇注时尽可能低温快浇。一旦凝固，要及时松砂箱。聪明的设计师总是善于利用冷铁，包括内冷铁于外冷铁，它既细化一次结晶，消除缩孔、缩松，又提高工艺出品率，当然，适宜的用量和规格是应该考虑的。内冷铁要干净、易熔，用量以少为宜。外冷铁的三维尺寸与冷却物的三维尺寸为0.6－0.7倍的函数关系。过小不起作用，过大造成铸件开裂。铸件在型内要长时间保温，直到低于200℃再开箱。
6 、热处理
热处理开裂，是低温阶段升温过快所致。故正确的操作是350℃以下，升温速度<80℃/h，750℃以下，<100℃/h，且有不同时期的保温。至>750℃时，铸件内呈塑性状态，可以快速升温了。至1050℃时根据铸件的厚度确定保温时间，然后再升到1100℃以上。给出炉降温留有余地然后尽快入水。高温时升温太慢，保温时间太短，出炉后到入水时间间隔过长（不
应>0.5min），这一切都影响铸件质量。入水温度应<30℃，淬火后，水温<50℃，水量应不小于铸件重量的8倍。冷水从池下部进入，温水从池顶面流出。铸件在水池中要三个方向不停地一动。
7、 切割与焊接
因为锰钢热传导性能差，所以在切割浇冒口时应十分注意。最好将铸件置于水中，被切割部分露在水外，切割时留一定量的茬，热处理后磨掉。 不少厂，焊接和焊补成为必然。选用奥氏体基的锰镍焊条（D256或D266型），规格细长，φ3.2mm×350mm，外层药皮为碱性。操作时采用小电流，弱电弧，小焊道多焊层、始终保持低温度少热量的操作方法。一边焊接一边击打，消除应力。重要铸件必须探伤。
8、生产的注意事项
生产者要考虑的，不仅仅是降低生产成本，但更重要的是不出废品，最大限度地出优质品，进而最到限度地扩大占领市场份额。这看起来是慢而费，实际上是快而省，这个观念不仅认识到，更重要的是要做到。
ZGMn13牌号-化学成分
对应产品名： 高锰铸钢
标准对照表：
日本 JIS G5131(1991)
韩国 KS D4104(1995)
美国 ASTM A128/A128M—1998
标准内容：
5.1.4 高锰铸钢
第三篇:《关于高锰钢的若干问题》
关于高锰钢的若干问题 通常高锰钢含13%Mn，已有百余年历史，至今尚有一些问题在这里讨论一下，可能对读者有所裨益。
1 常用高锰钢
1.1 国内近20年来，由于过去滥用高锰钢，在一些原不该用高锰钢的场合也用了。后来人们用其它材料代替了高锰钢，取得了很大成绩。但这并不是说高锰钢的用途越来越小，不值得重视了。其实不然，高锰钢仍拥有巨大市场，其中绝大多数是Mn13，其次则是含铬的Mn13Cr2。此外，还有加入其它合金元素的高锰钢(见表1)［1］。
表1 高锰钢的典型成分
Tab.1 Typical composition of high manganese steel %
［1］1.2 加入各种合金元素后的力学性能，如图1至图4
个问题： 所示，从中可以看到几
(1) 薄断面(25 mm)的性能均优于厚断面(150 mm)，这是由于厚断面中碳的偏析比较严重所致［2］，这也是在对待厚断面高锰钢件时应该十分注意的一个问
题。
(2) 通常高锰钢的σs只有350 MPa左右，使高锰钢件在服役中易于产生流变，流变使生产操作十分不便，而且甚至会产生严重的后果。加入Cr、Mo、Ni等元素可以提高σb，但主要的着眼点却在于提高σs(图1、2)，其中含Cr或Mo的高锰钢可达σs 410 MPa，那种高屈服点的高锰钢σs可达660 MPa。有人以为
加Cr可以提高耐磨寿命，但实践并未观察到这一现象。
(3) 加Mo可以提高σs，而不牺牲韧性，这点优于加铬。加Mo可提高铸态高锰钢的力学性能(δ＞20%，αK(夏氏)＞53 J/cm2），因此有些铸件若不适宜进行热处理，可以采用这种措施。由于Mo与C易于结合，使C在钢中的溶解减慢，推迟碳化物的析出［3］，并指出加入1.0%Mo可基本上消除铸态碳化物，韧性得以提高。Mo的这一特点就赋予高锰钢一些方便之处，也就是在铸造、切割、焊补时不易产生裂纹(指碳低时)。Mo既然能抑制淬火时碳化物的析出，因此适用于{高锰钢锰电器鉴别}.
厚壁铸件及高碳铸件。经弥散硬化处理的含Mo Mn13可以提高寿命。{高锰钢锰电器鉴别}.
(4) 由图3和图4中的韧性指标可以看出中锰钢的δ和αK最低。这种合金在国外开始于60年代初，本来认为它容易加工硬化，能提高使用寿命，但实际上几十年来却得不到推广应用，问题是生产中或使用中均易发生开裂之故［2］。国内也有报道［4］，为提高中、低冲击工况下的耐磨性，人们开发了中、低锰钢，
但常出现韧性较低、安全性不好等问题。因此，
对中锰钢的使用该取谨慎的态度。
图1 抗拉强度σb/MPa 图2 屈服强度σs/MPa{高锰钢锰电器鉴别}.
Fig.1 Tensile strength Fig.2 Yield strength
图3 延伸率δ/%
Fig.3 Elongation 图4 αK/J.cm-2(Izod)冲击韧性 Fig.4 Impact toughness
(5) 对高锰钢的余热淬火，有人认为这是一种节能措施，也似乎认为余热淬火的温度高一些可以消除碳化物。这是一个错误的举措。高锰钢中碳化物究竟是何时形成的?余热淬火究竟能否消除它?有些人对此是不清楚的。应该理解的是高锰钢中晶界上的粗大碳化物是液固转变时生成的。由于凝固时碳的偏析，最后凝
固的地方应该是晶界，晶界上的碳量大为升高，致使该处凝固时产生碳化物。液固转变结束时碳化物已经形成，接下去无论以何种速度冷却，这种已经形成的碳化物是不会消失的。其消失只有2种可能：(1)余热能保持铸件于1 000 ℃左右若干小时，晶界上碳化物得以有时间溶解，碳量扩散到奥氏体中去，也即碳量得以均匀化，碳化物即行消失，随之以快冷，碳化物则不再出现，但余热淬火不会有足够的时间；(2)如通常所做的那样，铸件在冷却后，经重新加热到1 000 ℃左右，保温若干小时也同样可以发生上述过程，碳化物得以消除。因此，余热淬火是不可能消除碳化物的。
话又说回来，高锰钢件是不是可以允许有一些碳化物?在铸件尺寸小、冲击不是太大的情况下，有一些碳化物虽然会使韧性有些伤害，但仍能保持较高的水平(高锰钢的韧性储备极大)，使用中仍可保证安全，因此，有一些碳化物应该是可以的。在这种情况下，余热淬火是多余的，因为铸态高锰钢中晶界上本来就有碳化物。
因此，要消除碳化物，余热淬火无能为力；允许有碳化物时，余热淬火也是不必要的。
总之，余热淬火就变得没有用处了。
(6) 硅在高锰钢中的有害作用，不像磷那样受人注意。在厚断面铸件中，硅对韧性的危害可能会是灾难性的。硅能加强碳的偏析，使晶界上碳化物增多，恶化韧性。因此，硅量不宜太高，甚至可以看作杂质。所需的一点硅量，也只是为了脱氧和提高流动性。
(7) 至于磷，它会生成磷共晶，造成热裂。国标规定磷=0.07%时，在金相分析中可以发现磷共晶，超过0.07%时，高温塑性大大降低，对热裂十分敏感。当磷＜0.07%时，金相分析上虽看不到磷共晶，但仍有影响热裂的倾向。对大的复杂的铸件，磷量应＜0.04%。在焊接时，焊成的金属(基材和焊条一起)的磷量最好不超过0.03%，以免开裂。
有报道说，磷量与耐磨性也有关系，磷高会降低耐磨性。
当然降低磷量是有相当困难的，但对于降低磷量的必要性应该有充分认识，向着低磷的方向去努力。
2 超高锰钢
标准高锰钢含13%Mn，但近年来，国内外有一种倾向，就是发展了更高含锰量的超高锰钢。关于含锰量的级别，目前可以区分为18%Mn和25%Mn 2种。
2.1 Mn18
表1中，可以机加工的高锰钢中含18%Mn。
西安电力机械厂［5］用Mn18制作风扇磨冲击板。在运行后的冲击板亚表层测得加工硬化的程度大于Mn13。最高硬度接近HV800。所用成分为：1.1%～1.6% C; 16%～22% Mn; 0.30%～1.00% Si; 1.50%～4.0% Cr; 0.1%～0.6% Ti; ≤0.1% P; ≤0.05% S。冲击板寿命比原来提高50%以上。
文献［4］研究了低碳低锰(1.35% C,14%Mn)、中碳中锰(1.68% C,17%Mn)、高碳高锰(1.98% C,20% Mn)钢的组织和性能。其中发现，在用MLD-10做不同冲击能量下的试验，考核加工硬化能力，高碳高锰的加工硬化能力优于中碳中锰的。这说明了，同时提高碳和锰量可以提高加工硬化能力。
国内又有报道，安徽电力修造厂曾用下列成分的超高锰钢：1.53% C; 0.55% Si; 18.2% Mn; 2.65% Cr;0.22% Ti; 0.35% RE; ＜0.06% P; ＜0.05% S。制作风扇磨冲击板，寿命比原来提高近一倍。文章又介绍了，M.C.Uuxalel研制了在寒冷条件下用的含17%～20%Mn的超高锰钢，能提高冷脆抗力。也提到了原苏联北方用的铁路辙岔改用Mn18以后，其寿命比原用的Mn13提高20%～25%。又说，挪威某公司开发了一种含15%～23%Mn的超高锰钢，其初始硬度提高了HB80～150，加工硬化能力明显增强。
文献［6］报道，该厂接受外商订购的轧臼壁、衬套等部件，所用材料的成分为：1.05%～1.35% C; 17%～19% Mn; ≤1.0% Si; ≤0.055% P; ≤0.050% S; ≥0.50% Cr。该文认为，C、M