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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