錳元素在鋼中的作用

一、錳對鋼的顯微組織及熱處理的影響

• ① 錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，工業用鋼中均含有一定量的錳。
• ② 錳固溶于鐵素體和奧氏體中，能擴大奧氏體區，使臨界溫度升高。
• ③ 錳極大降低了鋼的馬氏體轉變溫度(其作用僅次于碳)和鋼中相變的速度，提高鋼的淬透性，增加殘留奧氏體含量。
• ④ 使鋼的調質組織均勻、細化，避免了滲碳層中的碳化物聚集成塊。但增大了鋼的過熱敏感性和回火脆性。
• ⑤ 錳是弱碳化物形成元素。

二、錳對鋼的力學性能的影響

• ① 錳強化鐵素體或奧氏體的作用不及碳、磷、矽，在增加強度的同時對延展性無影響。
• ② 由于細化了珠光體，顯著提高了低碳和中碳珠光體鋼的強度，使延展性有所降低。
• ③ 通過提高淬透性提高了調質處理索氏體鋼的力學性能。
• ④ 在嚴格控制熱處理工藝、避免過熱時晶粒長大以及回火脆性的前提下，錳不會降低鋼的韌性。

三、錳對鋼的物理、化學及工藝性能的影響

• ① 随着錳含量的增加，鋼的熱導率急劇下降，線脹系數上升，使快速加熱或冷卻時形成較大内應力，零件開裂傾向增大。
• ② 使鋼的電導率急劇降低，電阻率相應增大。
• ③ 使矯頑力增大，飽和磁感、剩餘磁感和磁導率均下降，因而對永磁合金有利，對軟磁合金有害。
• ④ 錳含量很高時，鋼的抗氧化性能下降。
• ⑤ 與鋼中的硫形成較高熔點的MnS，避免了晶界上FeS薄膜的形成，消除鋼的熱脆性，改善熱加工性能。
• ⑥ 高錳奧氏體鋼的變形阻力較大，且鋼錠中柱狀結晶明顯，鍛軋時較易開裂。
• ⑦ 由于提高了淬透性和降低了馬氏體轉變溫度，對焊接性能有不利影響。
• ⑧ 錳有增加鋼晶粒粗化的傾向，若冶煉澆鑄和鍛軋後冷卻不當，容易使鋼産生白點。

四、錳在鋼中的應用

• ① 易切削鋼中常有适量的錳和磷，MnS夾雜使切屑易于碎斷。
• ② 普通低合金鋼中利用錳提高鋼的強度，錳的質量分數一般爲1%-2%。
• ③ 滲碳和調質合金結構鋼的許多系列中錳的質量分數不超過2%。
• ④ 錳可提高彈簧鋼、軸承鋼和工具鋼産品的淬透性。