關(guān)于硼在高錳鋼中的作用,被某些企業(yè)家形象地稱為既是蜜糖,又是毒藥。高 錳鋼中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0015%~0.0030%的硼分別相當(dāng)于加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0 %的Ni、0.3%的Cr、0.10%~0.1570的Mo或0.12%的V的作用,其極低的含量便 有極大的作用,且價(jià)格低廉。但量掌握不好其副作用也極大。
圖(1)我公司在制作高錳鋼耐磨鋼板時(shí)采用的硼鐵
硼在高錳鋼中的主要 作用有以下三方面:
1細(xì)化晶粒。在高錳耐磨鋼中加人質(zhì)量分?jǐn)?shù)為化0.005%~0.006%的硼,可以消除 柱狀晶,即使在澆注溫度較高時(shí)也可以得到細(xì)小的等軸晶組織。但是硼加入量過 多,不但細(xì)化晶粒的效果消失,反而使晶粒粗化。
圖(2)Mn13耐磨鋼板水韌化處理金相圖
2提高高錳耐磨鋼板致密度。在Mn13耐磨鋼板中加入適量的硼,密度可以提高到7810~ 7850kg/m3 ?接近于鍛造高錳鋼的水平。
3改善高錳耐磨鋼板的耐磨性。硼對(duì)高錳鋼耐磨性的影響與使用條件有關(guān),在高沖擊 磨料磨損條件下,硼對(duì)高錳鋼耐磨性無明顯影響,但在低沖擊磨料磨損條件下,硼 含量較高時(shí),可以提高耐磨性,這與硼細(xì)化組織和強(qiáng)化晶界有關(guān)。辛啟斌等人的研 究表明,用化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為1.26%C、13.01%Mn、0.0044%b、0.53%si、1.07%cr、0.1%re、0.008%s和0.046%p的含硼高錳鋼,澆注尺寸為910mmX 1400mm X 150mm ?質(zhì)量為900kg的破碎機(jī)鄂板,破碎鎳礦石物料,共計(jì)使用了 100d,破碎物料總質(zhì)量為70000t,而原來采用普通高錳鋼時(shí),使用壽命僅為30 d, 破碎物料質(zhì)量為21000 t。由此可見,鄂板在采用微合金化高錳鋼材料后,壽命較原 來的普通高錳鋼提高了 2.3倍。國外在鐵路轍叉上使用化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為 1.31%C、13.05%Mn、0.004%b和0.53%si的含硼高錳鋼后,每100萬t通過量 的磨損值從對(duì)比關(guān)Mn 13的0.037 mm降為0.029mm,降幅達(dá)到21. 6%。
圖(3)高錳耐磨鋼板的技術(shù)參數(shù)圖表
高錳耐磨鋼板中的適宜加硼量為0.003%~0.0087%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)〉,鑄件壁厚大于 100 mm時(shí),硼加入量應(yīng)控制在0.003%~0.005% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)〉。高錳鋼中硼加入量 過多,會(huì)形成硼化物Fe2B、滲碳體Fe3(C,B〉和奧氏體組成的三元共晶,并分布 于奧氏體晶界上,從而明顯降低高錳鋼的塑性和韌性。