锰合金铸铁你知道吗，带你详细的了解一下

高锰合金灰铸铁（1.2-3.5%）与低锰合金灰铸铁（0.4-1.5%）的组织和性能存在着很大的差异。

在高锰灰铸铁中，锰强烈地增加铁液的过冷倾向，使石墨从A型分布逐渐转向B型、B-E型、B-D型、A-E型、A-D型等混合分布。含锰量较高，尤其是锰 硅值相差较大时，往往出现大量的D、E型石墨。在低碳当量的高锰灰铸铁中，其石墨类型往往是呈过冷状态，这种过冷型石墨，由于石墨非常细小，逐渐能获得较 高的强度和良好的表面光洁度。

高锰灰铸铁宏观断口非常致密，晶粒很细。金相分析发现，在相同碳当量和孕育条件下，锰含量增加有促进共晶团细化的作用。尤其是当锰硅值差值为正值时，细化 更显著。低碳当量高锰灰铸铁能够得到很细的共晶团组织，这是由于锰增加了铁水过冷倾向的结果。图为低碳当量高锰灰铸铁的冷却曲线。

高锰灰铸铁和普通灰铸铁中，锰对基体的影响是一致的。锰在固态下能无限固溶于γ-Fe中，而在纯铁素体中的固溶度仅为3%，锰扩大铁碳合金中奥氏体区，并显著降低共析转变温度，每增加1%的锰，灰铸铁共析转变温度平均下降25℃。其公式如下：

T=730+28（Si）-25（Mn）（式中为硅锰的百分含量）

由于锰的这种稳定和细化珠光体的作用，提高了锰灰铸铁的强度和硬度。试验表明，铸铁的强度受炉料中废钢加入量的影响，在高锰灰铸铁中，废钢的影响尤为突出，冲天炉熔炼HT100低牌号的铁水，提高铁水中锰含量明显提高了铸铁额强度。锰含量从0.47%提高到1.38%后，抗弯强度从320MPa提高到了420MPa，达到了HT200牌号的水平。对于碳当量3.7-4.2%的灰铸铁（配料中加入15%废钢）来说，提高锰含量，铸态试样的抗弯强度也能达到较高的水平，一般在500MPa左右。对于碳当量3.1-3.7的灰铸铁（配料中加入25%废钢）锰含量在1.5-2.5%时，其铸态试样的抗弯强度均可 达600MPa左右。

铸铁中的锰具有偏析作用，随着铸铁凝固过程的进行，残余铁液中锰浓度增加，使剩余铁水激冷倾向增大，特别是铸铁凝固末期剩余铁水冷却速度显著加快，使高锰灰铸铁在凝固末期析出硬化相。高锰灰铸铁所析出的硬化相是由于锰选择性结晶的结果。锰与铁的晶格形式和参数差别不大，它属于弱碳化物形成元素，不会形成特殊碳化物，仅能溶于渗碳体而形成含锰的渗碳体，即（FeMn）3C。当铸铁中锰含量过高时，还会出现过饱和的马氏体组织，它也是一种硬化相。

高锰灰铸铁中含有一定量的磷时，较普通灰铸铁更容易析出一种共晶硬化相，此称为富锰共晶相。由于凝固末期剩余铁水的激冷倾向增大，所以这种富锰共晶相的数量较相同含磷量的常规灰铸铁的磷共晶多，它沿共晶团晶界呈断续网状分布。

高锰灰铸铁中具有第三硬化相，使它具有良好的耐磨性能，其相对耐磨性接近于高磷铸铁的水平。

从理论上讲，随着碳当量的减少，铸铁密度线性提高。如果要求获得较高密度的灰铸铁，选用低碳当量是一先决条件。碳当量相同，增加锰含量会使铸铁的密度略有提高，碳当量低时，锰的这种作用较明显。另外，高锰低碳当量的灰铸铁在凝固过程中，重力补缩作用较强，容易获得致密的铸件。因此高锰灰铸铁特别适合于制造液压元件与机床零件，如压缩机、泵、阀、气轮机盖、车床床身和主轴等零部件。

锰铸铁的高温性能

锰含量较低时，对于铸铁的氧化和长大没有明显的影响，但是，一定量的锰对于球墨铸铁的高温强度，特别是对于蠕变强度具有良好的作用。由于多加锰会引起其它的缺陷，所以用加锰来改善铸铁的高温性能不如加钼有效。

锰铸铁的耐磨性能

铸铁的耐磨性与其硬度成正比。石墨的强度很低，脆性很大，从铸铁的机械性能考虑，将含锰铁水进行球化处理，为的是获得球状石墨，从而提高锰铸铁的强度和韧性。铸态或热处理后具有马氏体、奥氏体基体的含锰球墨铸铁具有优异的耐磨性能。