锰钢

以锰为主要合金元素的一类结构钢
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锰钢(英语:Austenitic manganese steel castings)又称奥氏体锰钢、耐磨钢、哈德菲尔德锰钢,是一种性能优异的耐磨钢,该材料组织为单相奥氏体。[2]
1882年,由罗伯特·哈德菲尔德(Robert Hadfield)发现。[2]但直到1868年穆谢特才开始制造高碳钨锰合金钢,用这种钢材虽没有淬火技术也能制成高强度工具。[5]1993年,美国clima铝业公司发布的ASTM A128中锰钢专利和标准。[6]2023年2月,ISO/TC17/SC11铸钢件技术委员会发布,ISO13521:2023《奥氏体锰钢铸件》(第三版)。2023年5月23日,GB/T5680—2023《奥氏体锰钢铸件》中国国家标准发布并实施。[2]
锰钢的主要化学成分包括碳、锰、硅、硫和磷等元素。根据锰含量的不同,锰钢可以细分为中锰耐磨钢(5%~9%Mn)、高锰耐磨钢(12%~14%Mn)和超高锰耐磨钢(15%~30%Mn)。锰钢的生产过程包括原料处理、冶炼、铸造和热处理等工序,以确保最终产品具备良好的耐磨性和强度特性。[2][7][8]锰钢具有生产工艺简单,制造成本低,具有高硬度、高强度、高韧性与塑性,易加工硬化,具有高耐磨性和具有一定强度等特点,适用于在磨损严重的工况下使用,如矿山机械、建筑机械等领域。此外,奥氏体锰钢铸件还具有较好的耐腐蚀性能。[2]

历史沿革

在18世纪70年代之前,人们对锰还知之甚少。1770年,瑞典乌普萨拉大学化学教授托伯恩·奥洛夫·伯格曼将软锰矿石灰和白镁矿中分离出来,并将其描述为一种新金属的矿灰。后来他的朋友卡尔·威廉·舍勒经过3年研究,确定软锰矿为一种新金属的氧化物,他将这种新金属命名为锰(Manganese)。1774年,伯格曼的助手约翰·戈特利布·甘恩提纯后的软锰矿粉和木炭在坩埚中加热一小时,最终分离出纯的金属锰,才得到如今人们所熟知的锰。[9]