城口1mn18cr4n無磁鋼鍛件

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無磁鋼也叫無磁性鋼和非磁性鋼，實(shí)際上指沒有鐵磁性而不能被磁化的鋼。
特點(diǎn)
無磁鋼屬fe—mn—al—c系列奧氏體，化學(xué)成份決定電磁性能，組織，力學(xué)-良，磁導(dǎo)率低而電阻率高，在磁場中的渦流損耗極小。在磁場強(qiáng)度為16000a/m(200奧斯特)時(shí)，無磁鋼的磁導(dǎo)率μ≤1.319×10-6h/m (1.05高/奧)不銹鋼的磁導(dǎo)率μ=1.339×10-6h/m(1.1高/奧)。奧氏體不銹鋼經(jīng)冷加工后具有輕度磁性 。
含量元素
作為無磁鋼通常是在鋼中添加大量的鎳、錳、鉻、銅等合金元素，使奧氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)a3降到常溫以下。
作用原理
在常溫下具有奧氏體組織(非磁性的組織)的鋼種隨著超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展，在超導(dǎo)線圈電力貯存、超導(dǎo)發(fā)電、磁流體發(fā)電、磁懸浮線性電動(dòng)機(jī)、核聚變等方面，都要使用高磁場技術(shù)如果在這樣的高磁場中存在有易被磁化的材料時(shí)就會(huì)攏亂磁場分布。并在材料中產(chǎn)生渦電流，不僅使材料造成能量損失，還有可能整個(gè)構(gòu)件。因此，發(fā)展了不受磁場影響，磁導(dǎo)率小于1.5(普通鋼為150左右)的無磁鋼 。
元素含量參數(shù)
典型的無磁鋼包括有25%ni鋼，含mn12-18%的高錳無磁鋼，如14mn系、18mn系和2 5mn系，還有18cr-8ni系奧氏體不銹鋼和ni-c；cr-mn系奧氏體鋼等。高錳奧氏體鋼作為無磁鋼新材料，具有很-的性能 。

無磁鋼按使用性能劃分，可分為奧氏體無磁不銹鋼和無磁結(jié)構(gòu)鋼。
無磁結(jié)構(gòu)鋼多采用fe－mn系無磁鋼，主要利用較高的mn、c含量在室溫即奧氏體組織，主要包括fe－mn、fe－mn－cr和fe－mn－al系無磁結(jié)構(gòu)鋼。
fe－mn系無磁結(jié)構(gòu)鋼
工業(yè)上曾使用的種奧氏體鋼是1882年英國冶金學(xué)家roberthadfield所的一種含錳鋼，基本成分為11%～14%mn，0.9%～1.4%c，該鋼水淬后因具有-的強(qiáng)度和韌性匹配，以及較高的耐磨性和加工硬化能力，得以廣泛應(yīng)用，因此這種含錳鋼也被命名為hadfield鋼。
對于一些只要求高韌、無磁性而對不銹性能要求不高的零部件，為進(jìn)一步這類無磁結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)成本，通常只依靠足夠的mn和c(或n)含量來擴(kuò)大奧氏體相區(qū)，室溫奧氏體組織。
在fe－mn系合金的基礎(chǔ)上，又逐漸發(fā)展出fe－mn－cr系、fe－mn－al系等多個(gè)系列的高錳奧氏體無磁鋼。
與此同時(shí)，上海隆進(jìn)針對強(qiáng)化無鎳fe－mn和fe－mn－cr系高錳無磁鋼經(jīng)過熱軋或熱鍛后利用冷加工硬化和時(shí)效硬化的強(qiáng)化效果及其對磁導(dǎo)率的影響進(jìn)行了專門研究，提出冷加工硬化和時(shí)效硬化綜合利用材料性能的方案，即采用半熱鍛(溫加工)或鍛后直接時(shí)效處理，通過冷加工變形使奧氏體晶粒內(nèi)部產(chǎn)生滑移帶，碳化物的析出部位，使其均勻彌散，以-的強(qiáng)塑性匹配。
德國是早對無磁鋼進(jìn)行研究并且將無磁鋼單獨(dú)化的之一，德國鋼鐵協(xié)會(huì)的fe－mn－c系無磁鋼牌號為x120mn12和x35mn18，并給出了相應(yīng)的熱加工和水淬溫度，經(jīng)過不同的熱處理工藝，無磁鋼的屈服強(qiáng)rp0.2為250mpa～600mpa，抗拉強(qiáng)度rm為700mpa～900mpa，延伸率a為30%～40%，磁導(dǎo)率μ≤1.03，經(jīng)冷變形強(qiáng)化后，磁導(dǎo)率μ升高到1.05～1.10。
阿塞洛米塔爾(arcelormittal)鋼鐵公司與蒂森－克虜伯(tyhssenkrupp)鋼鐵公司合作fe－mn－c系高錳鋼的冶煉工藝、成分設(shè)計(jì)和熱加工處理等技術(shù)，成功將fe-23mn-0.6c高錳奧氏體鋼板帶材商業(yè)化，室溫屈服強(qiáng)度599mpa，抗拉強(qiáng)度1162mpa，均勻延伸率達(dá)52.8%。
s.allain等提出了fe－mn－c系奧氏體鋼的層錯(cuò)能計(jì)算模型，利用該模型準(zhǔn)確了fe－22mn－0.6c鋼在不同溫度下的變形機(jī)制，認(rèn)為當(dāng)層錯(cuò)能≤18mj/mol時(shí)，變形將發(fā)生ε－馬氏體相變;當(dāng)層錯(cuò)能在12mj/mol～35mj/mol時(shí)，變形過產(chǎn)生形變孿晶。
o.bouaziz等介紹了nb、v、ti的添加對于fe－(17～22)mn－(0.6～0.9)c冷軋和退火奧氏體鋼屈服強(qiáng)度增量的影響，認(rèn)為當(dāng)微合金元素添加量＜0.1%時(shí)，強(qiáng)化效果ti＞v＞nb。
在20世紀(jì)后半葉，由于電子信息產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展和發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)組制造產(chǎn)生的強(qiáng)的推用，對高錳無磁結(jié)構(gòu)鋼也進(jìn)行過大量的研究，發(fā)現(xiàn)mn13鋼的韌性和焊接性差，無磁性也不，認(rèn)為應(yīng)該在此基礎(chǔ)上發(fā)展高mn低c無磁結(jié)構(gòu)鋼。mn含量有利于-磁導(dǎo)率且處于較低水平;c含量有利于焊接性能，同時(shí)-無磁結(jié)構(gòu)鋼的線系數(shù);加入適量的cr可鋼材的耐蝕性。
行方二郎對度低磁鋼，包括高ni、高mn－c、高cr－ni、高mn－cr以及高mn－cr－ni系低磁鋼的強(qiáng)化及其材料性能進(jìn)行了論述，給出了fe－mn－c和fe－mn－cr系低磁鋼保持低磁性的合金成分范圍，并在研究含v低磁鋼中發(fā)現(xiàn)，添加v能使奧氏體無磁鋼呈現(xiàn)-的析出硬化現(xiàn)象，與nb、ti等其它微合金元素相比，v的碳化物更容易高溫固溶于奧氏體基體。時(shí)效中微細(xì)的vc彌散析出，與母相之間的共格性內(nèi)部應(yīng)變場的產(chǎn)生，使屈服強(qiáng)度達(dá)到980mpa以上，同時(shí)使基體的延性和韌性維持在一定程度，磁導(dǎo)率也保持在較低水平。
-研究人員也和應(yīng)用了大量的無磁鋼鐵材料，針對fe－mn－c系高錳無磁鋼的研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)c含量在0.9%～1.2%，mn含量在22%～30%之間時(shí)，隨著c、mn含量的，實(shí)驗(yàn)鋼在4k～293k溫度區(qū)間的力學(xué)性能，磁導(dǎo)率。a.dumay等通過熱力學(xué)模型計(jì)算，研究了cu、cr、al和si的添加對于fe－mn－c系合金的層錯(cuò)能的影響規(guī)律，結(jié)果表明隨著cr含量的，層錯(cuò)能下降。
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