介绍了高锰耐磨钢在生产中的应用，从理论上对其焊接性进行了评估，并对焊接接头力学性能进行试验研究通过对铁路货车装用磨耗板焊接性进行研究，确定了与之匹配的焊接材料（焊条E312—16），设计合理的焊接工艺，防止焊缝裂纹及接头的脆化。
公司在出口泰国铁路货车车钩缓冲装置中磨耗板采用了wMn=11%～14%的高锰耐磨钢，磨耗板与冲击座采用焊接方式联接由于该钢材含锰量较高约为13%、焊接性较差，并且首次在我公司铁路货车中采用，所以为掌握其焊接性、制定合理的焊接工艺，我们对其进行焊接工艺性研究。
化学成分和力学性能高锰耐磨钢的力学性能主要决定于化学成分，尤其是C、Mn等合金元素的含量此外，高锰耐磨钢的冲击韧性还决定于钢的纯净度以及微观组织高锰耐磨钢的化学成分如表1所示，力学性能如表2所示
焊接性分析（1）焊接冷裂纹倾向由于钢材的化学成分对焊接热影响区的淬硬及冷裂倾向有直接影响，所以用碳当量(CE)来估计冷裂倾向的大小，可以有效的分析金属的焊接性国际焊接学会公式计算得知，CE=3.14%当CE≥0.6%时，钢材在焊接时淬硬倾向逐渐增加，冷裂敏感性明显增大。
由此可知，高锰耐磨钢焊接冷裂纹倾向较大，为避免焊接冷裂纹产生，需要严格控制焊接热输入（2）脆化高锰钢在1050℃水韧处理后，C元素全部固溶于奥氏体中，具有很好的韧性但是，这种钢若再次受热超过250℃时，就可能沿晶界析出碳化物引起脆化而使材料的韧性大大下降。
一般规律是当温度较高时，在晶界处析出网状碳化物，650℃左右析出严重；当温度高于900℃或低于400℃时碳化物析出较少为减少脆化作用，焊前不能预热，但环境温度应保持在5℃以上，焊接过程中应选择小的焊接热输入，同时加快冷却速度，以减少碳化物的析出。
（3）焊接热裂纹P、S元素是高锰钢中的主要有害杂质，在钢中容易形成多种低熔点共晶物，在冷却过程中由于收缩而受到拉伸应力，增加焊接热裂纹倾向为防止产生焊接热裂纹，一是要尽可能降低母材和焊接材料中的P、S含量，重要焊接结构应采用碱性焊条；二是可以向焊缝中加入细化晶粒元素（如Mo、V、Nb等），以细化晶粒来提高抗裂性；三是可以改善焊接工艺，如焊后用尖锤锤击、短段焊、间歇焊等来减小应力集中。
焊接试验（1）焊前准备首先，试验用钢材为上海尧率经贸发展有限公司生产的高锰耐磨钢，其wMn=11%～14% (板厚6mm)，化学成分及力学性能均符合标准其次，试验用焊接材料为大西洋焊接材料股份有限公司生产的以下三种：焊条E312—16，φ3.2mm；焊条A172，φ3.2mm；焊条D256，φ3.2mm。
焊前焊条均经250℃左右烘焙1h（2）试板焊接试板焊接前使用砂轮清理焊接区域油污等杂质，以露出金属光泽为标准试板正面开60°V形坡口对接平焊，背面封底焊焊前不预热，焊接采用小规范、大电流以减少热输入，焊后用尖锤锤击以减小应力集中。
焊接参数如表3所示
（3）试验结果首先，焊接工艺性各试板焊接过程中，试板1引弧容易，飞溅较小，焊缝成形美观，无外观缺陷，电弧稳定性及焊后脱渣性均为理想，工艺性能好；试板2、3焊接过程中则引弧易粘连、电弧不够稳定，焊缝成形不均匀。
其次，焊缝质量检测焊缝表面经目视检测，对接板表面均无未熔合、咬边、裂纹、弧坑、气孔等缺陷出现经X射线探伤焊缝内部质量，三对试板内部均无裂纹、夹渣等焊接缺陷，经评定均为Ⅰ级焊缝后，力学性能试验拉伸试验结果如表4所示，冲击试验结果如表5所示，弯曲试验结果如表6所示，焊接接头硬度试验结果如表7所示。
由试验结果可知，试板1、2的拉伸性能达到要求，其中试板1的抗拉强度、断后伸长率均为高，试板3的抗拉强度未达到母材标准由试验结果可知，3种试板的理论试样冲击吸收功均大于母材标准，冲击性能均能满足母材标准要求。
由试验结果可知，试板1、2的弯曲性能均达到标准，试板3在背弯时焊缝开裂，未达到要求结语（1）高锰耐磨钢的碳当量为3.14%，具有较强的冷裂、脆化倾向（2）选用E312—16焊条，采用较小的焊接热输入，焊接接头力学性能满足母材性能要求。
作者简介：王泉栋、王秀琴，中车北京二七车辆有限公司文章来源：《金属加工（热加工）》2016年第10期，76-77页还有更多精彩内容，继续阅读这才叫机械手，这才叫自动化一组非常棒的漫画，详解工厂5S管理57层高楼19天建成，令世界瞠目结舌的中国速度
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