研磨設(shè)備中的高錳鋼襯板是主要的易損部件,。當(dāng)沖擊載荷較小時,，高錳鋼的加工硬化不足，使高錳鋼襯板的使用壽命降低,。北方重工集團熱處理分公司研發(fā)了一種低溫時效工藝，明顯提高了高錳鋼襯板的耐磨性和抗沖擊強度,。他們選用ZGMn13MoCrTiRE作為試驗材料,，采用了以下熱處理工藝：

1、水韌處理：180℃/3小時,，水冷,。

2、時效處理：150℃~450℃/2小時,，空冷,。

水韌處理后，組織觀察表明,，晶界處的碳化物完全回溶到基體中,，形成過飽和固溶體，而基體組織為完全奧氏體。時效處理后,，晶內(nèi)逐漸有碳化物析出,。隨著時效溫度的升高，晶粒尺寸略有長大,，但是晶粒大小逐漸均勻,。由于時效溫度較低，晶粒長大的程度并不高;由于Mo元素的存在,，促進了第二相M7C3的析出,，在150℃時效時，在原有的奧氏體基體的晶粒中析出了M7C3型的第二相,，但第二相的數(shù)量比較少,，其晶粒度基本沒有變化；250℃時效時,，第二相的數(shù)量明顯增多,，晶粒略有長大；當(dāng)時效溫度提高到350℃時,，材料中的第二相細小而彌散的分布在晶粒內(nèi),，此時的晶粒尺寸與250℃時效的晶粒尺寸相比沒有太大的變化,，但是晶粒大小比較均勻,。時效溫度繼續(xù)提高到450℃時，晶粒明顯長大,，并在晶界處出現(xiàn)針狀的碳化物,。

與組織變化相對應(yīng)，在時效溫度為350℃時,，抗拉強度從固溶態(tài)時的944.3MPa提高到1004.1MPa,；屈服強度從固溶態(tài)時的592.8MPa提高到647.3MPa。同時,，基體硬度有所增加,；在受到?jīng)_擊載荷作用時，加工硬化效果明顯,，使得材料表面的硬度急劇升高,。與此相關(guān),，磨損試驗表明,，材料的磨損性能在熱處理后明顯提高，并在時效溫度達到350℃時,，磨損性能達到最佳,，比時效前提高了45.5%。如把時效溫度繼續(xù)提高到450℃時，抗拉強度和屈服強度都由增變降,，分別變?yōu)?83.2MPa和636.9MPa。

值得注意的是,，該鋼材的沖擊韌性在熱處理后有明顯提高,。在時效溫度達到350℃時，其沖擊韌性與抗拉強度同步達到最大值,，為170.5J/cm2。這是因為,，一方面由于第二相的析出阻礙了位錯運動,，并維持高錳鋼的組織細化，對高錳鋼起到了明顯的沉淀強化效果,；同時,，由于沉淀相為球狀，并呈細小彌散的分布狀態(tài),，故既保證強的沉淀強化效果,，又能提高材料的沖擊韌性。當(dāng)時效溫度升高到450℃時,，高錳鋼中的第二相轉(zhuǎn)變?yōu)獒槧?，并且有一部分在晶界上析出,，此時當(dāng)材料受到?jīng)_擊載荷時，在第二相的尖角處引起應(yīng)力集中,，裂紋容易在此處萌生,，并沿尖角處擴展，故導(dǎo)致沖擊韌性值的降低,。

上述組織與性能的變化,，與材料成分設(shè)計上的微合金化作用以及稀土元素的變質(zhì)處理作用有關(guān)，使得晶粒內(nèi)部更容易析出碳化物沉淀相,，同時晶粒較為細小,。

綜上所述，對高錳鋼采取水韌處理+適當(dāng)?shù)臅r效處理可以明顯提高材料的抗拉強度,、屈服強度,、耐磨性和沖擊韌性。對于ZGMn13MoCrTiRE鋼種,，時效溫度為350℃時,，可獲得較好的綜合力學(xué)性能。