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上海隆進(jìn)特殊鋼有限公司

  無磁鋼按使用性能劃分，可分為奧氏體無磁不銹鋼和無磁結(jié)構(gòu)鋼。
  無磁結(jié)構(gòu)鋼多采用fe－mn系無磁鋼，主要利用較高的mn、c含量在室溫即奧氏體組織，主要包括fe－mn、fe－mn－cr和fe－mn－al系無磁結(jié)構(gòu)鋼。
  fe－mn系無磁結(jié)構(gòu)鋼
  工業(yè)上曾使用的種奧氏體鋼是1882年英國冶金學(xué)家roberthadfield所的一種含錳鋼，基本成分為11%～14%mn，0.9%～1.4%c，該鋼水淬后因具有-的強(qiáng)度和韌性匹配，以及較高的耐磨性和加工硬化能力，得以廣泛應(yīng)用，因此這種含錳鋼也被命名為hadfield鋼。
  對于一些只要求高韌、無磁性而對不銹性能要求不高的零部件，為進(jìn)一步這類無磁結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)成本，通常只依靠足夠的mn和c(或n)含量來擴(kuò)大奧氏體相區(qū)，室溫奧氏體組織。
  在fe－mn系合金的基礎(chǔ)上，又逐漸發(fā)展出fe－mn－cr系、fe－mn－al系等多個系列的高錳奧氏體無磁鋼。
  與此同時，上海隆進(jìn)針對強(qiáng)化無鎳fe－mn和fe－mn－cr系高錳無磁鋼經(jīng)過熱軋或熱鍛后利用冷加工硬化和時效硬化的強(qiáng)化效果及其對磁導(dǎo)率的影響進(jìn)行了專門研究，提出冷加工硬化和時效硬化綜合利用材料性能的方案，即采用半熱鍛(溫加工)或鍛后直接時效處理，通過冷加工變形使奧氏體晶粒內(nèi)部產(chǎn)生滑移帶，碳化物的析出部位，使其均勻彌散，以-的強(qiáng)塑性匹配。
  德國是早對無磁鋼進(jìn)行研究并且將無磁鋼單獨(dú)化的之一，德國鋼鐵協(xié)會的fe－mn－c系無磁鋼牌號為x120mn12和x35mn18，并給出了相應(yīng)的熱加工和水淬溫度，經(jīng)過不同的熱處理工藝，無磁鋼的屈服強(qiáng)rp0.2為250mpa～600mpa，抗拉強(qiáng)度rm為700mpa～900mpa，延伸率a為30%～40%，磁導(dǎo)率μ≤1.03，經(jīng)冷變形強(qiáng)化后，磁導(dǎo)率μ升高到1.05～1.10。
 

  其他元素影響-性能
  其他元素對鋼切削性的影響在-中除上述易切削元素外，其他元素也對鋼的切削性有一定影響：
  ⑴碳。鋼中碳含量的高低與鋼材的切削性能有關(guān)。碳含量過低，組織中會出現(xiàn)大量鐵素體，鋼的硬度和強(qiáng)度很低，切屑易粘著于刀刃上形成刀瘤，加之切屑是斷落，使切削性下降，加工表面粗糙度-。碳量過高，組織中珠光體量增多，硬度及強(qiáng)度，使切削抗力增大，切削性變壞。易切削結(jié)構(gòu)鋼中碳含量以0．15%～0．25%為宜。
  ⑵錳。鋼中錳與硫形成錳夾雜，使切屑易于斷裂，鋼的切削性，還能或減弱因硫所引起的熱脆性。因此，在-中應(yīng)-錳含量在0．60%～1．60%之間，并保持適當(dāng)?shù)膍n/s的比值。
  ⑶硅和鋁。硅和鋁都對鋼的切削性起有害作用。硅部分固溶于鐵素體中，鋼的硬度，使切削加工困難。而且硅在鋼中與氧結(jié)合形成硬度較高的氧化硅夾雜物，使的磨損，使用壽命。故-中硅含量宜低。鋁一般作為脫氧劑加入鋼中，大部分與氧結(jié)合生成脆硬的氧化鋁夾雜，的磨損。硅和鋁加入鋼中還會鋼的氧含量，使物夾雜呈細(xì)長條狀分布，惡化鋼的切削性。
  ⑷氧和氮。氧在鋼中一般是有害的，因?yàn)樗�鋼的力學(xué)性能，但-中氧含量，會使物呈紡錘形分布，鋼的切削性。氮雖能鋼的強(qiáng)度，但脆性，切削加工時會形成短碎的斷屑。鋼中含微量氮（≤0．002%）時對切削性和工件表面起有利作用，但含量過高時，鋼的強(qiáng)化作用增大，對壽命不利。
 

隆進(jìn)特鋼提供資料

隆進(jìn)特鋼提供圖片

  15mn26al4低溫?zé)o磁鋼具有一定的強(qiáng)度、韌性和耐蝕性，但主要的是具有的奧氏體組織性，在液氫溫度下使用不至于發(fā)生α＇馬氏體型相變，也不會因形變而-產(chǎn)生ε馬氏體相變，使鋼材變脆。在fe－25mn鋼中，將al含量到4%，則可以完全避免α＇馬氏體和ε馬氏體相變。研究15mn26al4無磁鋼在不同變形量(17%、26%、36%、47%)、固溶、時效和負(fù)溫處理(－170℃)對磁導(dǎo)率μ的影響時發(fā)現(xiàn)，隨著變形量的，μ值;時效和負(fù)溫處理狀態(tài)下，μ值無明顯變化，一般不超過1.005。15mn26al4無磁鋼不含cr和ni，室溫力學(xué)性能與1cr18ni9ti無磁不銹鋼相當(dāng)，屈服強(qiáng)度稍高，但耐腐蝕性能較差。20mn23al無磁鋼在較寬的溫度范圍內(nèi)具有的單相奧氏體組織，易于切削和焊接，表面優(yōu)于15mn26al4，因此生產(chǎn)成本-。
  30mn20al3和30mn23al4cr5兩個鋼種為中科院金屬研究所張彥生等研制的低溫?zé)o磁鋼。與1cr18ni9ti不銹鋼相比，30mn20al3無磁鋼的強(qiáng)度和塑性較高，奧氏體性，磁導(dǎo)率低而電阻率高，成本只有其1/3左右，可在－196℃使用仍保持較高的低溫性能，在對耐蝕性要求不高的能夠完全替代1cr18ni9ti無磁不銹鋼。
  在研究中發(fā)現(xiàn)，fe－mn合金中加入al可以γ***ε及γ***ε***α＇相的轉(zhuǎn)變，使馬氏體轉(zhuǎn)變溫度，同時c對于奧氏體的作用更為-。而30mn23a14cr5無磁鋼的低溫韌性較高，低溫奧氏體組織更為，時效變脆傾向很小，可應(yīng)用于超導(dǎo)、低溫工程等領(lǐng)域。
  研究了30mn20al3無磁鋼冷軋板經(jīng)1000℃和800℃固溶處理后的拉伸變形加工硬化行為和組織結(jié)構(gòu)變化。該鋼在變形量較小時，以滑移為主要變形機(jī)制;隨著變形量增大，變形機(jī)制以形變孿晶與位錯及形變孿晶之間的交互作用為主。
  經(jīng)1000℃固溶處理的晶粒尺寸較800℃的大，變形中產(chǎn)生的形變孿晶較多，且隨著變形量，形變孿晶可形成，出較強(qiáng)的twip效應(yīng)。fe－mn系無磁結(jié)構(gòu)鋼因其不含或含有較少的ni、cr元素，不但力學(xué)-良，而且生產(chǎn)成本低廉，工藝相對簡單，具有-的市場發(fā)展前景。
 

  無磁鋼各牌號及用途
  無磁鋼50mn18cr5是典型的和使用普遍的錳鉻系無磁性奧氏體護(hù)環(huán)鋼。固溶處理后，進(jìn)行半熱變形強(qiáng)化或冷變形強(qiáng)化，以鋼的強(qiáng)度，以不同護(hù)環(huán)類別的強(qiáng)度要求。用作汽輪發(fā)電機(jī)無磁性護(hù)環(huán)鍛件及其他要求無磁性的零部件。
  無磁鋼50mn18cr3是典型的和使用普遍的錳鉻系無磁性奧氏體護(hù)環(huán)鋼。固溶處理后，進(jìn)行半熱變形強(qiáng)化或冷變形強(qiáng)化，以鋼的強(qiáng)度，以不同護(hù)環(huán)類別的強(qiáng)度要求。用作汽輪發(fā)電機(jī)無磁性護(hù)環(huán)鍛件及其他要求無磁性的零部件。
  無磁鋼50mn18cr4n是錳鉻系無磁性奧氏體護(hù)環(huán)鋼，在 50mn18cr4的基礎(chǔ)上加氮而。氮能擴(kuò)大和奧氏體，使鋼強(qiáng)化。固溶處理后，進(jìn)行半熱變形強(qiáng)化或冷變形強(qiáng)化以不同類別的強(qiáng)度要求。用于汽輪發(fā)電機(jī)無磁性護(hù)環(huán)鍛件及其他要求無磁性的零部件。
  無磁鋼50mn18cr4-鋼/太鋼/重特<電爐+爐外精煉> 無磁鋼50mn18cr4wn是錳鉻系無磁性奧氏體護(hù)環(huán)鋼，在 50mn18cr4的基礎(chǔ)上加鎢、氮。鎢使鋼中碳化物沉淀較慢，氮擴(kuò)大和奧氏體，使鋼進(jìn)一步強(qiáng)化。固溶處理后，進(jìn)行半熱變形強(qiáng)化或冷變形強(qiáng)化，以不同強(qiáng)度要求。用于汽輪發(fā)電機(jī)無磁性護(hù)環(huán)鍛件及其他要求無磁性的零部件。
  20mn23alv高錳低磁鋼用來制造大型變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)件低磁板，該鋼種具有極低的磁導(dǎo)率和-的力學(xué)性能及易加工性能，可以替代低磁奧氏體不銹鋼及有色合金用于變壓器、磁選機(jī)及電機(jī)等電器設(shè)備中不導(dǎo)磁部件的制造。 由于20mn23alv含錳量和含鋁量高，目前-均使用模鑄進(jìn)行生產(chǎn)�？墒悄ｈT生產(chǎn)的鋼錠表面難以-，同時鋼水收得率及鋼材軋制成材率也低。為此，特鋼廠對該鋼種擬改用連鑄生產(chǎn)，因此，針對連鑄生產(chǎn)的幾大難點(diǎn)，開展了試驗(yàn)研究，以-下述可能出現(xiàn)的問題。
  (1)因該鋼種兩相區(qū)大，引起柱狀晶發(fā)達(dá)，影響鑄坯。
  (2)合金比例大，凝固速度低，難以連鑄�！�
  (3)高鋁鋼澆鑄中，水口“結(jié)瘤”影響澆鑄。
  (4)保護(hù)渣液渣層易變性。
  經(jīng)過努力，根據(jù)該鋼種的液相線溫度，擬定出合理的連鑄工藝，采用嚴(yán)格的保護(hù)澆鑄措施和新的保護(hù)渣，終連鑄試驗(yàn)成功，鑄坯和熱軋均不低于模鑄鋼。
 

 

 

 

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