锰是髙锰钢中的主要合金元素。它在钢中扩大Y相区， 稳定奥氏体组织。锰和碳都使奥氏体稳定性提高。在钢中碳含 量一定时，随着锰含量的增加钢的组织逐渐由珠光体型变为 马氏体型并进一步转为奥氏体型。锰在钢中大部分固溶于奥 氏体中，形成代位式固溶体，使基体得到强化。，但是由于锰 原子半径和铁原子半径差别不大，因此强化作用较小。钢中 锰除固溶于奧氏体中以外，另一部分则存在于（Fe、Mn₎₃C 型碳化物中。也有人认为髙锰钢中也有Mn₇C₃(等类型的碳化物，其中含有较多的锰，但这方面的 报导较少。锰还影响钢的物理性能和工艺性能。例如影响

铸钢锰13锰含量对mn13耐磨板机械性能的关系

的热物理性能、磁学性 能、电学性能、钢的一次 结晶组织、铸件的裂纹倾 向等等。在高锰钢中锰的 含量通常为10〜14%,有 时也可髙达15%。

锰含量对铸钢锰13机械性能的影响

锰 含量增加时，强度性能提髙，冲击初性提高。这和锰能增加 晶间的结合力的作用有关。锰对低温下冲击韧性的影晌更大 些，即低温时冲击韧性随锰含量的增加提高得更快。

锰对抛丸机耐磨冲击韧性的影响

锰含量对塑性性能的影响可以从弯曲试验中看出，锰含 量提髙时，冷弯角度明显增加。

关于锰对机 <械性能的影响有不同的观点。有人认为当高 锰钢中碳含量不'变，而锰的含量在9〜15%的范围内变化时，对于髙锰钢的机械性能影响不大。但是多数的研究工作 者认为锰既影响强度性能也影响塑性和韧性。为了得到较好 的综合机械性能，建议当碳含量为1.2%时锰应保持在11~14%

锰是促使奥氏体枝晶生长迅速的元素。在薄壁铸件中由 于温度梯度（指铸件壁金属内的温度梯度）髙，锰含量高使 金属的导热性降低，更容易得到穿晶组织。此外，锰含量髙 会使铸件各部分的温差增加，铸件结构不均匀所引起的热裂 会更加严重。从这个意义上说薄壁铸件锰含量可稍低些，可 选择在10.5〜1U5%，即平均11%左右。国外有人在履带板 铸件上进行试验，将锰降到9〜11 %可以明显减少铸件的热 裂。当然锰含量的选择是由多种因素综合考虑后决定的，这 只是其中的一个方面。

缩变形后变形层硬度增加作为其观点的依据。 其试验方法是用直径l0mm的球压入试样表面（在布氏硬度 计上，载荷为3000kg),测定变形前的硬度和重复压人后压 痕表面的硬度。从表中数据可看出，锰 含量高时变形后硬度提髙的幅度比较大。但是更多的研究结 果认为锰含量降低，有利于提高钢的加工硬化能力。即使锰含量降低不多，例如从13%左右降到10.75%,加工硬化能 力随降锰而提高。当锰含量从13%降到8 %或6 %时，钢的 加工硬化能力有明显提高。

钢中锰含量的选择和碳含量的选择一样，主要决定于工 况条件、铸件结构的复杂程度、壁厚等几个方面的因素。厚 壁铸件为保证热处理时不致析出碳化物，一般希望锰含量高 些。结构复杂、受力状况复杂的铸件也希望锰含量高些，以 保证材料的塑性和韧性，使工件在使用过程中不致断裂，同时 也是为了防止在铸造过程中出现裂纹。在强冲击的工况条件 下工作的高锰钢铸件也要求锰含量高些。这是材料受力条件 所决定的。在上述几种条件下锰的含量一般要求不低于12〜 12.5%。

高锰钢中锰、碳含暈的最佳成分范围是在研究这个钢种的过程中逐 渐建立的。开始阶段找到的锰、碳含量是为了在热处理水淬 时能得到单相奥氏体组织。^Fe—Mn二元相图、Fe—Mn—C 三元相图的建立以及在实践中不断总结化学成分与机械性 能、化学成分与耐磨性能、化学成分与工艺性能的关系，逐 渐找出了它们之间的规律并确定了锰、碳含量的范围，由很宽的成分范围（Mn7〜20%)缩减到一个较窄的范围内 (Mnl0〜14%，C0,9〜1.4%)。锰、碳含量的选择则视具 体的条件而确定在这个范围内锰、碳两元素含量的比值 (即所谓锰碳比Mn/C)大约是1。因此长期来形成一个槪 念，即高锰钢中锰碳比值是10。锰碳比值是一个与髙锰钢化 学成分有密切关系的参数，和钢的组织、性能有关。因此在 国内外关于高锰钢的标准中有所反映。