16.1.1  高锰钢概述

高锰钢是抗冲击磨损的典型耐磨钢，1882年英国人R.A.哈德菲尔德首先制成，故标准型的Mn13高锰钢又称为哈德菲尔德钢。

高锰钢也叫高锰奥氏体钢，是一类历史悠久的耐磨钢，经水韧处理后可获得单一的奥氏体组织，具有优良的韧性及无磁性。高锰钢主要特点是，在较大动力或接触应力作用下，其表面层将迅速产生加工硬化，并有马氏体相沿滑移面形成，从而产生高耐磨表面层，而骨层仍保持优良的动力韧性。因此，即使零件磨损到很薄，仍能承受较大的动力载荷而不致破裂。

高锰钢不是在任何条件下都是耐磨的，只有使用时有外来的动力或在压应力作用下迅速产生加工硬化，形成硬而耐磨的表面层，才能显示出优良的耐磨性。耐磨高锰钢特别适用于冲击磨料磨损和高应力碾碎磨料磨损的情况，常用于制造球磨机衬板，锤式破碎机锤头，颚式破碎机颚板，圆锥破碎机轧臼壁，破碎壁，挖掘机斗齿、斗壁，铁道道岔，拖拉机和坦克的履带板等抗冲击、抗磨损的铸件。高锰钢还用于防弹钢板、保险箱钢板等。

Mn17耐磨高锰钢在Mn13钢的基础上增加锰量，提高了奥氏体的稳定性，阻止碳化物的析出，进而可提高钢的强度和塑性，提高钢的加工硬化能力和耐磨性。比如用于北方的ZGMn18铁道岔寿命较ZGMn13提高20%～25%。

由于加工硬化现象，应尽量避免对高锰钢铸件进行加工。铸件上的孔、槽尽可能铸出。但对高锰钢的加工也并非完全不可能。刀具修整一次进刀加工完的可以进行，不可避免的加工应在铸件工艺设计时放大加工量，以使加工的进刀量避开加工硬化层。

重新加热高锰钢时，在250～800℃间存在碳化物析出的脆性温度区间，且铸态高锰钢又存在网状碳化物以及铸造应力，焊接性能很差。

高锰钢铸件，应在水韧处理后割冒口或缺陷焊补，焊后应快速冷却。为消除或尽可能减小热影响区，应用小电流，不连续施焊，或边焊边浇水冷却。焊条采用高锰钢焊条或奥氏体不锈钢焊条。若存在加工硬化层，应在焊前去除。

高锰钢铸件多采用砂型造型工艺方案，由于砂型铸造技术成熟，生产效率高而广为推广；也有采用特种铸造的。特种铸造是指在铸型材料、制型方法、金属液充型形式和金属在型中凝固条件等方面与砂型铸造有显著差别的铸造方法。