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上海隆进特殊钢有限公司
fe－mn－cr系无磁钢
fe－mn－cr系高锰无磁结构钢的典型合金成分为18mn－4cr，即w(c)=0.3%～0.5%、w(si)=0.3%～0.8%、w(mn)=17.0%～19.0%、w(cr)=3.0%～5.0%、w(p)≤0.04%、w(s)≤0.03%，因其---的力学性能，曾一度作为大型发电机护环用无磁结构钢，但当工作中存在腐蚀性介质(包括普通水)时容易发生应力腐蚀开裂，近30年来逐步被不含ni的18cr－18mn－n无磁不锈钢取代作为发电机护环的主要制造材料。
然而，前者由于cr含量相对较低而且不需要额外添加n来奥氏体，具有生产成本低廉，冶炼工艺相对简单的优势，所以仍可用作无腐蚀下令人满意的无磁钢铁结构材料。
k.sipos等对奥氏体预变形对于fe－20mn－4cr－c钢力学性能的影响和应变---马氏体相变进行了研究，结果表明，应变---ε马氏体相变钢材的低温脆性断裂倾向。当温度为373k和773k时，对奥氏体进行预变形后，钢的拉伸性能---。预变形产生的形变孪晶和位错亚结构对ε马氏体板条的生长起阻碍作用，了拉伸变形中ε马氏体的生成数量，从而了钢的低温韧性。j.kriz等针对不同c和v含量的高锰奥氏体钢(mn18cr4ni)的析出硬化动力学进行了研究，---当v含量＜2.5%时，该钢可以通过析出硬化作为度低磁材料使用，但强度硬度的同时，塑性会有一定程度的。550℃时效，析出十分，可以忽略;650℃时效，在时效开始0.5h之内，析出就会以较高速率进行。
o.i.balyts＇kyi综述了各国关于18mn－4cr度护环用无磁结构钢的化学成分和力学性能的研究结果，---一定量的cr能钢的屈服强度。18mn－4cr钢在550℃热处理时，断裂韧性达值。当钢中v含量在1.3～1.5%时，强度和韧性的匹配达效果。对于40mn18cr4钢，不能通过冷拉伸变形进行强化，因为在冷变形中具有---地形成α＇马氏体的倾向，而热变形中，形变孪晶受到，主要形成大量的位错亚结构。
与40mn18cr4相比，50mn18cr4变形中更易形成形变孪晶，在550℃～950℃时效中，碳化物沿奥氏体晶界析出。18mn－4cr钢在有水存在下对腐蚀开裂更为，应尽力---服役的干燥。加入0.4%cu能奥氏体的性，使磁导率μ值保持在1.003～1.01范围内。
无磁钢简介
无磁钢[1]属fe—mn—al—c系列奥氏体金属材料，化学成份决定电磁性能(磁导率)，组织，力学---良，磁导率低而电阻率高，在磁场中的涡流损耗极小，加工制造中切割、焊接、钻孔、弯曲等与普通钢材同样容易，与不锈钢相比，不但材料成本、产品性能，还可节省加工费用。
无磁钢的用途
（1）、高压电器和大中型变压器油箱、铁芯拉板、线圈夹件、螺栓、套管、
法兰盘等漏磁场中
的结构件；
（2）、起重电磁铁吸盘、磁选设备筒体、选箱以及除铁器、选矿设备等；
（3）、特殊冶炼电炉内衬、炉盖，电极夹板、夹头、横臂、密封圈及电磁搅拌装置结构件。
无磁钢材料是用于金属保护壳的一种特殊材料，它由特种合金钢一些---的金属元素转变而来，具有耐磨、耐酸、耐碱、耐腐蚀、透磁性能强、对磁力无任何阻碍等特性，能使形成的保护层有足够的强度、厚度，从而---足够的使用寿命。无磁钢是采用epc消失模真空吸铸工艺，该工艺具有金属致密均匀，外形尺寸，能有效---磁性衬板与筒体率达到95%以上。 专门用在磁性衬板上
e.s.gorkunov等研究了具有不同奥氏体性的fe－mn和fe－mn－cr系无磁钢经过室温单向拉伸和扭转变形后磁学性能的演变。结果表明，与03mn20、03mn22cr13钢相比，30mn21cr4无磁钢中奥氏体组织为，室温拉伸变形中不形成α＇马氏体，生成的ε马氏体的含量约为12%。并---原始状态的30mn21cr4无磁钢为抗磁性，磁化率为－6.5×10－3，但随着剪切变形量的逐渐增大，该钢开始顺磁性，磁化率达到4.3×10－3，这与变形中生成的顺磁性的ε马氏体的数量有关。
神户钢铁公司了一种易切削的高锰无磁钢板knm－295m，其主要成分为w(c)=0.25%、w(mn)=25.0%、w(cr)=5.0%，该钢无磁性能，当冷变形达到40%时，磁导率μ值仍保持在1.002左右;钻孔性能---，相当于高c高mn无磁钢的30倍以上;线系数相当于普通奥氏体不锈钢的2/3左右，适合应用于各种发电机、电动机、变压器等强电设备的结构材料以及钻孔量大的部件或不希望出现热伸缩的部件。
另外，研究了30种不同成分的低碳锰系奥氏体极低温无磁钢成分牌号为mn35cr5，在－170℃时屈服强度380mpa，伸长率为60%。可其屈服强度较低，如果采用控轧控冷工艺，由于位错强化，可使该钢强度，韧性略有下降。
护环用钢主要包括4个钢号，即40mn18cr4、50mn18cr4、50mn18cr4n、50mn18cr4wn，经变形强化后，rp0.2可达1100mpa。此外，40mn18cr3和55mn18cr3两种的大型发电机护环用无磁结构钢主要作为利用半热锻形变强化工艺制造护环材料，将40mn18cr3钢中c含量到0.45%～0.65%，可使形变强化率有效。其半热温度区间为550℃～600℃，变形量为30%，此时的形变强化以滑移、块移和蠕变三种同时进行。
对fe－mn－c和fe－mn－cr系合金中马氏体相变进行了研究。通过反复高温淬火工艺，发现γ***ε马氏体相变形核具有继承性，直接证明了此相变为非均匀形核，并且在反复相变中，ε马氏体数量---变化，但铁磁性相α＇马氏体的数量几乎不变。王敏等了50mn18cr4v作为电机---低磁材料，通过合理的热处理制度形成均匀弥散的vc析出物，使材料的屈服强达到800mpa，抗拉强度达到1200mpa，相对磁导率低于1.02。
阿塞洛米塔尔(arcelormittal)钢铁公司与蒂森－克虏伯(tyhssenkrupp)钢铁公司合作fe－mn－c系高锰钢的冶炼工艺、成分设计和热加工处理等技术，成功将fe-23mn-0.6c高锰奥氏体钢板带材商业化，室温屈服强度599mpa，抗拉强度1162mpa，均匀延伸率达52.8%。
s.allain等提出了fe－mn－c系奥氏体钢的层错能计算模型，利用该模型准确了fe－22mn－0.6c钢在不同温度下的变形机制，认为当层错能≤18mj/mol时，变形将发生ε－马氏体相变;当层错能在12mj/mol～35mj/mol时，变产生形变孪晶。
o.bouaziz等介绍了nb、v、ti的添加对于fe－(17～22)mn－(0.6～0.9)c冷轧和退火奥氏体钢屈服强度增量的影响，认为当微合金元素添加量＜0.1%时，强化效果ti＞v＞nb。
在20世纪后半叶，由于电子信息产业高速发展和发电机、电动机组制造产生的强的推用，对高锰无磁结构钢也进行过大量的研究，发现mn13钢的韧性和焊接性差，无磁性也不，认为应该在此基础上发展高mn低c无磁结构钢。mn含量有利于---磁导率且处于较低水平;c含量有利于焊接性能，同时---无磁结构钢的线系数;加入适量的cr可钢材的耐蚀性。
行方二郎对度低磁钢，包括高ni、高mn－c、高cr－ni、高mn－cr以及高mn－cr－ni系低磁钢的强化及其材料性能进行了论述，给出了fe－mn－c和fe－mn－cr系低磁钢保持低磁性的合金成分范围，并在研究含v低磁钢中发现，添加v能使奥氏体无磁钢呈现---的析出硬化现象，与nb、ti等其它微合金元素相比，v的碳化物更容易高温固溶于奥氏体基体。时效中微细的vc弥散析出，与母相之间的共格性内部应变场的产生，使屈服强度达到980mpa以上，同时使基体的延性和韧性维持在一定程度，磁导率也保持在较低水平。
研究人员也和应用了大量的无磁钢铁材料，针对fe－mn－c系高锰无磁钢的研究中发现，当c含量在0.9%～1.2%，mn含量在22%～30%之间时，随着c、mn含量的，实验钢在4k～293k温度区间的力学性能，磁导率。a.dumay等通过热力学模型计算，研究了cu、cr、al和si的添加对于fe－mn－c系合金的层错能的影响规律，结果表明随着cr含量的，层错能下降。
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