钢材碳含量对钢的影响

　　锰是良好的脱氧剂和脱硫剂 。钢中一般都含有一定量的锰，它能消除或减弱由于硫所引起的钢的热脆性，从而改善钢的热加工性能。

　　锰和铁形成固溶体，提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度;同时又是碳化物形成元素，进入渗碳体中取代一部分铁原子。锰在钢中由于降低临界转变温度。起到细化珠光体的作用。也间接地起到提高珠光体钢强度的作用;锰稳定奥氏体组织的能力仅次于镍，也强烈增加钢的淬透性。已用含量不超过2%的锰与其他元素配合制成多种合金钢。

　　锰具有资源丰富、效能多样的特点，获得了广泛的应用，如含锰较高的碳素结构钢、弹簧钢。

　　在高碳高锰耐磨钢中。锰含量可达10%一14% ，经固溶处理后有良好的韧性，当受到冲击而变形时，表面层将因变形而强化，具有高的耐磨性。

　　锰与硫形成熔点较高的MnS 。可防止因FeS而导致的热脆现象。锰有增加钢晶粒粗化的倾向和回火脆性敏感性。若冶炼浇铸和锻轧后冷却不当，容易使钢产生白点。

　　(1) 对钢的显微组织及热处理的作用

　　A、锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，工业用钢中一般均含有一定量的锰。

　　B、锰固溶于铁素体和奥氏体中.扩大奥氏体区，使临界温度A4点升高，A3点降低，(α+γ)区下移.当锰含量超过12%时，上临界点降至室温以下，使钢在室温时形成单一奥氏体组织。在降低共析温度同时，使共析体中的碳含量减少。

　　C、锰强烈降低钢的Ar1和马氏体转变温度(其作用仅次于碳)和钢中相变的速度，提高钢的淬透性，增加残余奥氏体含量。

　　D、使钢的调质组织均匀、细化，避免了渗碳层中碳化物的聚集成块，但增大了钢的过热敏感性和回火脆性倾向。

　　E、锰是弱碳化物形成元素。

　　(2) 对钢的力学性能的作用

　　A、锰强化铁素体或奥氏体的作用不及碳，磷、硅，在增加强度的同时，对延展性无影响。

　　B、由于细化了珠光体，显著提高低碳和中碳珠光体钢的强度，使延展性有所降低。

　　C、通过提高淬透性而提高了调质处理索氏体钢的力学性能。

　　D、在严格控制热处理工艺、避免过热时的晶粒长大以及回火脆性的前提下，锰不会降低钢的韧性。

　　(3) 对钢的物理、化学及工艺性能的作用

　　A、随锰含量的增加，钢的热导率急剧下降，线胀系数上升，使快速加热或冷却时形成较大内应力，工件开裂倾向增大。

　　B、使钢的电导率急剧降低，电阻率相应增大，电阻温度系数下降。

　　C、使矫顽力增大，饱和磁感、剩余磁感和磁导率均下降，因而锰对永磁合金有利，对软磁合金有害。

　　D、锰含量很高时，钢的抗氧化性能下降。

　　E、使钢中的硫形成较高熔点的MnS ，避免了晶界上的FeS 薄膜，消除钢的热脆性，改善热加工性能。

　　F、高锰奥氏体钢的变形阻力较大，且钢锭中柱状结晶明显，锻轧时较易开裂。

　　G、由于提高了淬透性和降低了马氏体转变温度，对焊接性能有不利影响。在适当范围内应降低碳含量。

　　(4) 在钢中的应用

　　A、易切削钢中常有适量的锰和磷，MnS夹杂使切屑易于碎断。

　　B、普通低合金钢中利用锰来强化铁素体和珠光体，提高钢的强度，锰含量一般为1%-2%。

　　C、渗碳和调质合金结构钢的许多系列中含有不超过2%的锰。

　　D、弹簧钢、轴承钢和工具钢中利用锰强烈提高淬透性的作用，可采用油淬和空冷的淬火工艺，减少开裂、扭曲和变形。

　　E、耐磨钢、无磁钢、不锈钢、耐热钢，包括高碳高锰耐磨铸钢(C:1.0 %-1.4%，Mn:10%-14%)，中碳高锰无磁钢(C:0.3 %-0.6% , Mn:18%-19%)，低碳高锰不锈钢(有Cr ，无Ni或少Ni)，高锰耐热钢(以Mn代Ni 的耐热不起皮钢，或含有Al、Mo、V等)。

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