鑄造耐磨錳鋼是歷史最久，應(yīng)用最廣泛的一類。尤其是標(biāo)準(zhǔn)型的Mnl3高錳鋼，含錳和含碳量高；鋼的鑄態(tài)組織為奧氏體及碳化物，經(jīng)1050℃水韌處理，絕大部分碳化物固溶于奧氏體中。鋼的組織為單相奧氏體及奧氏體加少量碳化物，具有良好的塑性、韌性及無磁性的特點(diǎn)。由于奧氏體具有面心立方晶格的結(jié)構(gòu)。裂紋擴(kuò)展速率很低，使用安全可靠。該鋼另一特點(diǎn)是在較大沖擊載荷和接觸應(yīng)力的作用下，表面層會迅速產(chǎn)生加工硬化層，表面硬度急劇升高(可達(dá)500~700HBw)；表面具有良好的耐磨性，內(nèi)部仍保持良好的韌性。受沖擊載荷不至于破裂。使用前可采用機(jī)械和爆炸方法可以讓表面加工硬化。這類鋼用于沖擊磨料磨損和高應(yīng)力碾碎磨料磨損工況，我們常用的地方為雷蒙磨磨環(huán)、磨輥；球磨機(jī)襯板、錘破錘頭；挖掘機(jī)的斗齒；拖拉機(jī)履帶板。高錳鋼國家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)。
(1)高錳鋼必須進(jìn)行大于等于1040℃的水韌處理。
(2)化學(xué)成分為必檢項(xiàng)目。
(3)高錳鋼的力學(xué)性能。
(4)高錳鋼的金相符合國家標(biāo)準(zhǔn)。
我們采用消失模工藝進(jìn)行造型，針對一次成型的鑄件必須保證其外形尺寸，原因是其不易焊接、加工硬化。造型時(shí)要留有相應(yīng)余量，充分考慮其收縮率，凝固收縮為6。對于澆道棒造型時(shí)應(yīng)充分考慮其補(bǔ)縮狀況，高錳鋼鑄件的成分均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)以GMn13-1為C1．oO～i．45，Mnii．00～14．OO，Si0．30～I(xiàn)．00，S≤0．04，P≤0．09。在原料選擇上幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)需要重視。采用回爐料進(jìn)行鑄造時(shí)可添加燒損的錳。其他成分均可大致保持不變。而我們經(jīng)常遇到的是重新配比的問題，有碳鋼、錳鋼、結(jié)構(gòu)鋼和其它鋼類。從選材上要將廢鋼分類，原則上不允許不合乎要求的鋼種進(jìn)人原料中，對有疑問的鋼要進(jìn)行化驗(yàn)取樣，對需添加合金的必須化驗(yàn)，確保其各種元素含量不超標(biāo)。并能保證質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)標(biāo)。高錳鋼中碳主要有兩個(gè)作用，一是有利于形成單相奧氏體組織；二是固溶強(qiáng)化。含碳量增加，強(qiáng)度硬度增加，塑性及韌性降低。碳元素要均勻固溶于奧氏體中。錳是穩(wěn)定奧氏體的元素，錳量增加，高錳鋼的強(qiáng)度、塑性及沖擊韌度均提高。錳碳比在10左右得到較好的強(qiáng)韌配合，錳碳比小于1O可以提高高錳鋼的耐磨性。磷在高錳鋼里是有害元素，磷在奧氏體中溶解度低，易形成脆性磷共晶，大幅度降低其力學(xué)性能和耐磨性能，加大鋼的冷熱裂傾向。磷高取較低碳防鑄件開裂。
選用低磷錳鐵及含碳量低的廢鋼。磷是煉鋼過程中爐料引入。一般在鋼的氧化時(shí)期良好地沸騰，鋼在澆注之前鎮(zhèn)靜一段時(shí)間(5～10rain)，改善夾雜物形狀和分布可采用稀土合金進(jìn)行處理。硅在高猛鋼里主要是脫氧。我們常用鋁脫氧，氧來自于煉鋼過程生成的氧化鐵，溫度降低時(shí)與碳反應(yīng)生成一氧化碳?xì)馀菰斐蓺饪住?
通過理論學(xué)習(xí)，在生產(chǎn)實(shí)踐中實(shí)施澆注工藝煉鋼時(shí)鋼液1540℃出爐，要讓鋼液充分沸騰。1450℃～1480℃澆注，澆注時(shí)候要鎮(zhèn)靜5～10rain；要讓鋼液里的顆粒漂浮起來。不能涮爐時(shí)間過長，對爐子使用周期不好。高錳鋼中的錳燒損會嚴(yán)重，影響鋼的成分。由于高錳鋼液易生成MnO，從而易于和型沙的二氧化硅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致鑄件表面粘沙，為此應(yīng)在鑄型和型芯采用中性或堿性涂料，采用鎂砂粉為骨料的涂料。涂料的配比要按標(biāo)準(zhǔn)，并且注意其它相關(guān)事項(xiàng)。不宜太厚或太薄，太薄起不到阻隔熱源，太厚不宜清除。涂料的耐火溫度要達(dá)到要求。在使用真空水泵強(qiáng)排時(shí)，時(shí)間要控制好，根據(jù)鑄件的壁厚選擇時(shí)間。高錳鋼比碳鋼的冷熱傾向大，容易形成氣孔和砂眼。此外嚴(yán)格遵守出箱的時(shí)間，保溫時(shí)間不宜太長；冷卻速率的影響對厚截面均導(dǎo)致晶粒粗大和力學(xué)性能下降。
高錳鋼必須進(jìn)行水韌處理，對水溫及水質(zhì)都有嚴(yán)格的要求。鑄態(tài)高錳鋼組織是以奧氏體為基體，晶內(nèi)和晶界有大量的塊狀、條狀及針狀碳化物；晶界碳化物呈網(wǎng)狀，水韌處理后組織為單一奧氏體。但在工業(yè)生產(chǎn)中由于冷卻速度不夠，沿晶界析出少量的碳化物?；瘜W(xué)成分為必檢項(xiàng)目，化學(xué)成分為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。必檢元素為C、P、Si、Mn、S5種元素。其中C、P采用碳硫分析儀。選取ZGMnl3標(biāo)樣測試對比值。標(biāo)樣為各種元素含量準(zhǔn)確的樣品，取5～6個(gè)值的平均值為參考，輸入單片機(jī)中儲存。選取待化驗(yàn)品與標(biāo)樣進(jìn)行對比，單片機(jī)自動對比生成對比值，對比值為0．999為合格。原理為碳硫充分燃燒產(chǎn)生二氧化碳和二氧化硫與溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)檢測碳硫的含量。Si、Mn、P的含量采用分光光度計(jì)。采用溶液的化學(xué)反應(yīng)器里對光進(jìn)行分析和曲線值進(jìn)行對比，分光光度的原理是利用物質(zhì)在光的照射激發(fā)下具有選擇吸收的現(xiàn)象，并對物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析。
以上工藝過程為高錳鋼的鑄造工藝過程，它涵蓋了備料、模型、澆注、水韌處理、成分化驗(yàn)以及力學(xué)金相檢驗(yàn)。過程復(fù)雜，需有專業(yè)技術(shù)以及配套完善的設(shè)備和高度的責(zé)任心，才能冶煉出合格的高錳鋼。