锰金可以用来干什么

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锰钢可以制造自行车的车身、钟表的发条，例如学钢琴的机械节拍器发条、机械闹钟发条、玩具发条、手表发条、古老落地钟、挂钟的发条（也有用重锤提供走时能量的）。锰钢可以制造铁轨。锰钢可以做汽车的载荷叠片弹簧减震器、钢板弹簧、汽车的气门弹簧、螺旋弹簧减震器和各种桥梁，土木工程的巨大减震器，抗震器，各种储能器，各种缓冲器，例如火车车厢、载重卡车、普通汽车、自行车、铁轨道岔、火炮的悬挂系统的弹性元件，军械的复位、击发、缓冲、连续发射系统、坦克履带、坦克和飞机的装甲等等。

卷尺、带锯、汽车安全带的复位发条、

就发条类的锰钢而言，大多是难以焊接的。

作为结构（例如网架，桥梁，桁架）的锰钢，有的要保证焊接性能，也可以用铆钉连接而不焊接。

就轴承而言，一般是用铬钢。锰钢的脾气十分古怪而有趣：如果在钢中加入2.5—3.5％的锰，那么所制得的低锰钢简直脆得象玻璃一样，一敲就碎。然而，如果加入13％以上的锰，制成高锰钢，那么就变得既坚硬又富有韧性。高锰钢加热到淡橙色时，变得十分柔软，很易进行各种加工。另外，它没有磁性，不会被磁铁所吸引。现在，人们大量用锰钢制造钢磨、滚珠轴承、推土机与掘土机的铲斗等经常受磨的构件，以及铁轨、桥梁等。上海新建的文化广场观众厅的屋顶，采用新颖的网架结构，用几千根锰钢钢管焊接而成。在纵76米、横138米的扇形大厅里，中间没有一根柱子。由于用锰钢作为结构材料，非常结实，而且用料比别的钢材省，平均每平方米的屋顶只用45公斤锰钢。1973年兴健的上海体育馆(容纳一万八千人) ，也同样采用锰钢作为网架屋顶的结构材料。在军事上，用高锰钢制造钢盔、坦克钢甲、穿甲弹的弹头等。炼制锰钢时，是把含锰达60一70％的软锡矿和铁矿一起混合治炼而成的。

除了锰钢外，锰钢也是重要的锰合金，锰钢含有30％的锰，具有很好的机械强度。由84％的钢、12％的锰和4％的镍组成的“孟加臬 ”合金(又名锰镍铜齐) ，它的电阻随温度的改变很小，被用来制造精密的电学仪器。

100年前，美国机械工程师泰勒(F.W Taylor)和冶金工程师怀特(M.White)在经过广泛而系统的切削试验之后，确立了切削用高速钢的最佳成分W18Cr4V(C 0.75%，W 18%，Cr 4.0%，V 1.0%) ，当时切削中碳钢速度为30m/min，比之前提高了十几倍。这一成果带来了机械加工的划时代革命，也因此使得刀具材料在进入19世纪后呈现出异乎寻常的发展速度，创造了前所未有的辉煌。100年来，尽管不断出现各种新的刀具材料，但高速钢依然没有被历史所淘汰，一直沿用并发展至今，甚至曾长期占据霸主地位。

刀具材料的发展因其对切削技术、机械加工的直接影响，从而间接地影响了人类经济社会的发展，而刀具材料史上最具里程碑意义的事件莫过于高速钢的成功研制。

更多的人愿意用1900年巴黎博览会上高速钢刀具的公开演示作为“高速钢元年”，不仅因为这个时间的简单易记，或许更因为高速钢刀具当年所引起的轰动效应；有人则愿意记录泰勒和怀特研制成功高速钢的1898年，因为那是一个从无到有的突破；另有一些文献记录则强调1906年，那一年泰勒和怀特确立了真正影响后世百年的W18Cr4V。哪一年对今天的我们而言，或许已不再那么重要，重要的是高速钢乃至其他刀具材料的发展到底将去向何方？

1910年，一位英国人这样写道：“在1900年巴黎博览会上，一些工程师看到了一部高速运转的车床，上面装有一个工具，正用它尖头的炽热消除一个暗蓝色碎片，工程师们意识到他们亲眼见证了工具钢和机床方面的一个革命的开始。”

巴黎的这件展览品是匹兹堡伯利恒钢铁公司的产品，它正是泰勒和怀特所进行的试验的刀具材料，是由制造时经过一种热处理的铬钨钢制成的，其车削速度比碳钢高出十几倍。尽管刀具由于与工件磨擦生热而呈暗红色，但却锋利不减，削铁如泥，观众无不瞠目结舌。此后，这种钢就获得了“高速钢(high-speed steel) ”的美名。

人们开始认识到这种钢的优点，并设计可以利用这种钢的有效刀具——车刀、刨刀、钻头、铣刀等等。一场革命开始了。最初高速钢只用于粗切，但是随着不断的改进，各种刀具都纷纷变成了高速钢材料。人们逐渐发现高速钢具有高硬度、高耐磨性和高耐热性等特点，有较好的工艺性能，强度和韧性配合好，而且具有很好的红硬性。于是，高速钢成为了刀具材料市场上几十年的“霸主” 。

在随后的时间里，随着被加工材料的不断变化以及生产加工的需要，人们不断改变高速钢的成分，先后出现了钴高速钢、高钼高速钢M1、钨钼高速钢M2 、高碳高钒高速钢(超高速钢)、加硫易切削高速钢、超硬高速钢M40系列；直至1965年，美国Crucible Steels公司发明了粉末冶金高速钢，之后由瑞典Stora厂于1970年投入生产。

目前，高速钢常用于钻头、丝锥、锯条以及滚刀、插齿刀、拉刀等精密刀具，尤适用于制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具。

高速钢刀具100年来的发展大致可以分为两半，前半个世纪是高速钢刀具的辉煌，高速钢被用来制造几乎所有品种的刀具以实现各种切削加工。但随着各种被加工材料机械性能的不断提高，高速钢逐渐难以招架。

1923年，硬质合金的出现使得切削速度提高到每分钟一百多米至几百米，而且其硬度更高，可以切削高速钢所加工不了的材料，但由于硬质合金脆性较大，可加工性又差，因此只能在部分加工范围内代替高速钢，在很长一段时间内并没有撼动高速钢的霸主地位。

但后来，硬质合金的性能不断提高，发展了许多新品种，逐渐蚕食着高速钢刀具的市场份额。

随后又出现了陶瓷、立方氮化硼、人造金刚石等更为先进的刀具材料，它们的硬度和耐磨性又超过了硬质合金。尽管它们由于脆性大、价格昂贵等原因难以占据较大的市场份额，但这对高速钢刀具而言，尤其是近三四十年以来，无疑使其下滑萎缩十分明显，硬质合金刀具至今已经替代了很大一部分高速钢刀具。于是，逐渐形成了以硬质合金刀具和高速钢刀具为主体的行业架构。

如今，高速钢刀具的确是风光不再了。根据有关统计，硬质合金刀具已占世界刀具消费总额的55%，高速钢刀具为40% ，超硬刀具为5%。近20年高速钢刀具产值每年递减1.25%，而硬质合金刀具则每年递升1.1%。

另一方面，高速钢材料中的一些主要元素如钨的储藏资源在世界范围内日渐枯竭，据估计其储量只够再开采使用40～60年，因此高速钢本身也面临严峻的发展危机。

国际生产工程学会(CIRP)在一项研究报告中指出：“由于刀具材料的改进，允许的切削速度每隔十年几乎提高一倍。”在这100年中，不断有新的材料出现，原有的材料也不断改进。

尽管高速钢刀具在全世界的销售额不断减少，但是高性能的钴高速钢和粉末冶金高速钢的使用量却在不断增加，主要用于钛合金等难加工材料的切削。它们比普通的高速钢有更好的耐磨性、红硬性和使用的可靠性，尤其是粉末冶金高速钢的性能更好，甚至在综合评价中优于硬质合金刀具。

粉末冶金工艺可在高速钢中加入较多合金元素而不会损害材料的强韧性或耐磨性，从而可制成具有高硬度、高耐磨性、可吸收切削冲击、适合高切除率加工和断续切削加工的刀具，大有逐渐取代脆性较大、在切削冲击下易发生碎裂的整体硬质合金刀具的趋势。

近几年，用高性能高速钢制造的刀具已扩大应用到一般的加工中，成为国外高速钢刀具的常规产品。世界粉末冶金高速钢在刀具上的应用及各类刀具占的百分比已达到齿轮刀具占70% ，拉刀占30%，立铣刀占20%，钻头占1% ，这有助于维持高速钢刀具的应用领域。

尽管世界范围来讲，已全面进入硬质合金刀具时代，但就国内而言，高速钢刀具依然占有相当强势的份额。不过，我国高速钢刀具仍旧主要是普通高速钢，高速钢的品级有待提升。

由于矿藏资源日益枯竭以及其他刀具材料的不断侵蚀，高速钢刀具是否真能在历史舞台上继续活跃100年，实难可知，但显而易见的是，它肯定会在较长时间内继续存在并继续发挥重要的作用。国内频频有声讨普通高速钢生产的声音，甚至大有打杀围堵的意味，一位行业专家则坚称，“目前国内普通高速钢的市场需求依然旺盛(尽管这并不符合世界刀具发展的主流) ，有需求生产企业自然乐意供应，我们目前更应该做的恐怕是引导而不是围堵，引导企业提升高速钢刀具的品级，减少大量低附加值产品的生产。

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