鈦和釩對(duì)高錳鋼高溫?zé)嵫有缘挠绊?/h1>
高錳鋼（Mn13鋼）兼具高韌性和優(yōu)異的加工硬化特性，這使其在沖擊磨損的條件下能表現(xiàn)出優(yōu)異的耐磨性能。高錳鋼的典型成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為1.0～1.4C、10～14Mn、0.3～0.6Si和余量Fe。然而，對(duì)于含Nb、Ti和V微合金化鋼，在鋼中會(huì)形成彌散的碳氮化物，起到細(xì)化晶粒和沉淀強(qiáng)化的作用，但同時(shí)也會(huì)使其脆性增加，即鋼的熱延性會(huì)變差，從而對(duì)其鑄造、連鑄以及熱變性加工過程的順行產(chǎn)生影響。本研究中高錳鋼的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到了1.10%，通過對(duì)高錳鋼熱延性的研究，掌握其高溫力學(xué)性能，了解其在不同溫度下的斷裂機(jī)理，從而為高錳鋼的鑄造、連鑄機(jī)熱軋參數(shù)控制提供一定的理論參考。 選取了未添加、單獨(dú)添加鈦及復(fù)合添加鈦和釩后的高錳鋼進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)用高錳鋼各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如表1所示。試驗(yàn)用鋼在50kg中頻真空感應(yīng)電爐中熔煉，澆鑄溫度為1500℃，出鋼前3min在鋼中加入少量的Al塊進(jìn)行脫氧處理。 表1 試驗(yàn)用高錳鋼中個(gè)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù) %
運(yùn)用Gleeble-3500熱力模擬試驗(yàn)機(jī)對(duì)700～1200℃溫度范圍內(nèi)三種高錳鋼的高溫?zé)嵫有赃M(jìn)行測(cè)試。采用掃描電鏡和X射線能譜分析儀對(duì)不同溫度下拉伸斷裂后試樣的斷口形貌以及斷口處的析出離子進(jìn)行分析。結(jié)果表明： （1）溫度-斷面收縮率曲線表明在高錳鋼中加入0.10%鈦后，其斷面收縮率出現(xiàn)了一定程度的下降，這表明鈦的加入惡化了高錳鋼的熱延性；在此基礎(chǔ)上加入0.20%釩，高錳鋼的熱延性出現(xiàn)了進(jìn)一步的下降，即鈦和釩的復(fù)合加入嚴(yán)重惡化了高錳鋼的熱延性。 （2）利用Thermo-Calc熱力學(xué)計(jì)算軟件對(duì)單獨(dú)含鈦以及復(fù)合含鈦釩的高錳鋼在700～1600℃存在的平衡析出相進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明Ti（C、N）的平衡析出溫度均為1499℃，遠(yuǎn)大于其液相線溫度，這說明Ti（C、N）在高錳鋼的液相中就可以析出。 （3）掃描電鏡-能譜分析結(jié)果表明在奧氏體晶界以及三叉晶界處存在大量的Ti（C，N）和（Ti，V）C粒子，這些粒子的出現(xiàn)抑制了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生，并且加速了晶界附近裂紋的擴(kuò)展。
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