在Mnl3钢中添加合余元素cr、Ni、Mo形成合会高锰钢。合会元素的加入主要是控制碳化物的析出和改善屈服极限。
合金高锰钢中合金元素的作用:
铬:合金元素Cr是固溶强化和碳化物形成元素,一般用量为1.5%~4.0%,Cr能提高钢的淬透性和耐磨性,也能提高钢的屈服强度。
钼:合金元素Mo在钢中也是固溶强化和碳化物形成元素,含Mo钢经过硬化处理后,可获得较高的屈服强度,且韧性不降低。当钢中加入0.5%。0.6%Mo时,钢的强度、塑性和冲击韧性提高20%一30%。
镍:合金元素Ni在钢中扩大Y区元素,增加奥氏体稳定性,含Ni的高锰钢可防止碳化物析出,因此,含Ni高锰钢可用于大批量焊接生产的耐磨件。
钛、钒及铌:均是C、N化合物形成元素,在高锰钢中有细晶强化和弥散强化作用。
硼:合金元素B可净化钢的晶界,又是C、N化合物形成元素,有弥散强化作用,加入0.0015%一0.003%B相当于0.3%Cr,0.1%一0.15%Mo,0.12%V的作用,当高锰钢中含有0.007%B时,可细化组织,使耐磨性提高15~20%。
稀土元素:RE的加入可净化钢液、细化晶粒和改善夹杂物形态、分布的作用。
在冲击力不很大,又要求耐磨的工况条件下,提高工件耐磨性的另一途径是使高锰钢低合金化。在其组织中除奥氏体外,还使其出现碳化物,提高其硬度,强化基体并提高其加工硬化能力。前苏联的一种低合金化的高锰钢,在Mnl3的基础上,又加入了0.2%~0.3%A1,0.1%~0.25%RE和0.15%~0.20%Ti。A1和RE保证脱氧和除气,而Ti主要是形成耐磨的碳氢化合物。这种钢在应用于冲击力不大的工况条件下,可以在不明显降低冲击韧性的情况下提高耐磨性O.7~1.0倍。