第一章 高锰钢的基础知识 1
第一节 高锰钢的化学成分 1
一、高锰钢化学成分标准 1
二、高锰钢平衡状态组织 4
三、合金元素对高锰钢组织和性能的影响 7
第二节 高锰钢的组织和性能 49
一、高锰钢的显微组织 49
二、高锰钢的物理性能 50
三、高锰钢的加工硬化 54
四、高锰钢的力学性能 70
五、高锰钢的耐磨性 75
六、高锰钢的再热性能 90
七、高锰钢的切割性能 92
八、高锰钢的锻造性能 93
主要参考文献 94
第二章 高锰钢的冶炼 96
第一节 碱性电弧炉氧化法 96
一、碱性电弧炉氧化法冶炼工艺 96
二、碱性电弧炉氧化法冶炼工艺要点 97
三、碱性电弧炉氧化法冶炼工艺原理 99
第二节 碱性电弧炉返回法 107
一、碱性电弧炉返回法冶炼工艺 107
二、碱性电弧炉返回法冶炼工艺要点 108
三、碱性电弧炉返回法净化钢液措施 110
第三节 冶炼因素对高锰钢质量的影响 111
一、还原期锰的含量 111
二、熔渣制度 113
三、脱氧方法 116
四、熔炼方法 119
五、高锰钢的精炼 121
主要参考文献 122
第三章 高锰钢的铸造 124
第一节 高锰钢铸造特性 124
一、液态高锰钢的流动性 124
二、高锰钢的结晶组织 131
三、高锰钢的结晶收缩 134
四、高锰钢的裂纹缺陷 139
第二节 高锰钢铸造工艺 145
一、造型材料的选择 146
三、浇注系统 147
二、工艺参数的选择 147
四、冷铁的选择 148
五、工艺补缩 153
六、铸件修补 158
七、部分铸造工艺图例 162
八、浇注工艺 169
九、冷却工艺 199
第三节 铸造因素对高锰钢力学性能和耐磨性能的影响 200
一、化学成分对高锰钢性能的影响 200
二、结晶组织对高锰钢性能的影响 207
三、致密度对高锰钢铸件性能的影响 212
第四节 高锰钢的变质处理 219
一、稀土变质剂对高锰钢的作用 219
二、稀土高锰钢的生产工艺要点 228
三、稀土在高锰钢中的加入方法 230
四、单一稀土变质剂 232
五、复合稀土变质剂 235
六、稀土变质及合金化处理 243
七、非稀土变质剂 246
一、高锰钢消失模法铸造工艺 247
第五节 高锰钢铸造新方法 247
二、高锰钢消失模法铸造用新型涂料 250
三、高锰钢消失模法铸态直接水韧处理 255
四、高锰钢的悬浮铸造 256
五、高锰钢 VRH 法铸造 258
六、高锰钢普通铸造涂料的改进 260
主要参考文献 264
第四章 高锰钢的热处理 267
第一节 水韧处理工艺 267
一、水韧处理温度 267
二、水韧处理的保温时间 270
三、水韧处理的加热速度 272
四、水韧处理中的冷却 275
五、水韧处理时的脱碳现象 277
六、水韧处理中晶粒的细化 279
七、水韧处理中的低温均热 283
八、铸造余热水韧处理 285
九、水韧处理金相组织 288
第二节 水韧处理的组织转变 298
一、奥氏体共析转变 298
二、共析前碳化物析出 299
三、化学成分对组织转变的影响 301
四、高锰钢中的马氏体 308
第三节 高锰钢的强化处理 309
一、高锰钢的沉淀强化原理 309
二、高锰钢的沉淀强化工艺 313
三、高锰钢的弥散强化 323
四、高锰钢的表面合金化 326
五、高锰钢的爆炸硬化 328
六、高锰钢的分散镶铸强化 331
主要参考文献 333
一、高锰钢及其切削加工性能 335
第五章 高锰钢的切削加工 335
第一节 绪论 335
二、国内外高锰钢加工现状 341
三、本章研究的内容 344
第二节 ZGMn13的切削研究 345
一、刀具材料的发展概况 345
二、刀具材料的切削性能简介 349
三、实验方案的制定 356
四、刀具磨损与切削时间的关系 359
五、刀具磨损与切削速度的关系 366
六、切削力与切削力经验公式 373
七、切削温度与切削温度经验公式 377
八、刀具磨损与刀具耐用度经验公式 383
第三节 切削 ZGMn13刀具的磨损与破损形态 387
一、各种刀具的磨损形态 387
二、各种刀具的破损形态 403
三、各种刀具的磨损曲线对比 410
第四节 刀具的磨损和破损理论分析 413
一、刀具的切削过程 413
二、刀具磨损的理论分析 420
三、陶瓷刀具的破损 426
四、本节小结 429
第五节 切削 ZGMn13硬质合金及其涂层刀具的失效机理 430
一、前言 430
二、硬质合金与 TiN 涂层硬质合金刀具的切削性能 430
三、切削 ZGMn13硬质合金及其涂层刀具的破损规律和机理初探 432
四、硬质合金及涂层刀具加工 ZGMn13的磨损机理分析 441
五、本节小结 447
第六节 切削 ZGMn13复合氮化硅、碳化硅刀具的失效研究 448
一、复合氮化硅、碳化硅刀具概述 448
二、切削时的耐磨损性能 450
三、刀具磨损的微观研究 453
四、复合氮化硅和碳化硅刀具破损的研究 467
五、本节小结 472
第七节 切削 ZGMn13立方氮化硼刀具的失效研究 473
一、立方氮化硼(CBN)刀具概述 473
二、立方氮化硼刀具的切削性能 475
三、磨损理论分析 476
第八节 切削高锰钢的研究结论及工程实践 484
一、切削 ZGMn13钢的研究结论 484
二、ZGMn13钢的车削加工 485
三、ZGMn13钢的铣削加工 486
四、ZGMn13钢的钻削加工 489
五、切削 ZGMn13钢托轮的经济效益分析 492
主要参考文献 494
第六章 高锰钢的焊接 496
第一节 概述 496
一、高锰钢的焊接性 496
二、高锰钢焊接性试验方法 497
三、高锰钢焊接接头形式 499
一、电弧焊 500
第二节 高锰钢的焊接方法 500
二、等离子弧堆焊 503
三、闪光焊 504
四、MAG 焊 505
第三节 高锰钢堆焊 506
一、合金元素对高锰钢堆焊热裂纹的影响 506
二、堆焊高锰钢焊层 509
三、堆焊不锈钢焊层 511
四、堆焊复合焊层 513
一、高锰钢与异种钢的焊接性 514
第四节 高锰钢与异种钢的焊接 514
二、高锰钢与钢轨钢的焊接 516
三、高锰钢与结构钢的焊接 521
四、高锰钢与不锈钢的焊接 522
五、高锰钢与矿用钢的焊接 524
第五节 高锰钢焊接焊条 525
一、高锰钢堆焊焊条 525
二、高锰钢与异种钢的焊接焊条 526
三、稀土元素在高锰钢焊条中的应用 529
主要参考文献 531