錳Mn（熔點1242℃）

錳是鑄鐵的常存五元(yuán)素之一，除(chú)少量固溶於(yú)鐵素體以外 ，大部分(fèn)溶入共析(xī)碳化物和滲碳體中(zhōng) ，以復(fù)合碳化物的形態存在 ，加強了(le)碳化物的形成 ，因此是阻(zǔ)礙石墨化的元(yuán)素，故增加錳量會增大基體組織中(zhōng)的珠光體數量 。

在灰鑄鐵中(zhōng)，錳的含量控制在0.5%～1.4%的範圍內 ，主要(yào)作用有二，一是中(zhōng)和硫的有害作用 ，二是穩定和細化珠光體，在此含量範圍內 ，隨錳含量的增加 ，鑄鐵的強度、硬度增加 ，而(ér)塑性和韌性降低(dī) 。

在球(qiú)墨鑄鐵中(zhōng) ，錳的含量比(bǐ)灰鑄鐵低(dī)
，控制在0.3%～0.6%的範圍內，這(zhè)是由(yóu)於(yú)球(qiú)化劑的加入已(yǐ)中(zhōng)和了(le)一部分(fèn)硫 ，使硫降低(dī)到較(jiào)低(dī)的數值 ，此時錳已(yǐ)不(bù)再起中(zhōng)和硫的作用 ，而(ér)主要(yào)分(fèn)布(bù)並富集於(yú)共晶團晶界上，形成珠光體 ，甚或碳化物，降低(dī)了(le)球(qiú)墨鑄鐵的塑性和韌性 ，因此只要(yào)加入少量的錳，就可充分(fèn)發揮出穩定碳化物和珠光體的作用 。

對於(yú)鐵素體基體的球(qiú)鐵來說 ，錳的質(zhì)量分(fèn)數應在0.3%以下；對於(yú)珠光體球(qiú)鐵
，錳的質(zhì)量分(fèn)數不(bù)應超(chāo)過(guò)0.6%。要(yào)想得(dé)到珠光體組織，其方法(fǎ)是添加銅 。

1 、對基體組織的影響

錳是阻(zǔ)礙石墨化、穩定珠光體元(yuán)素 ，其化合物易(yì)偏析(xī)在共晶團晶界處(chù)，並且增加脆性 。所以含錳量高(gāo)會降低(dī)鑄鐵的延伸率 。如(rú)果延伸率要(yào)達到12% ，則含錳量應小於(yú)0.3% ，而(ér)延伸率要(yào)達到18% ，則含錳量應小於(yú)0.1%。所以 ，在鑄態鐵素體球(qiú)鐵中(zhōng)，含錳量應盡可能(néng)低(dī)一些 。

錳的提高(gāo)嚴重的損害了(le)材料的衝擊韌性，應盡量限(xiàn)制含錳量。

少量的錳可以作為合金元(yuán)素 ，形成碳化物和珠光體 。但錳使白口傾向增加 ，因此要(yào)把含錳量保(bǎo)持(chí)在較(jiào)低(dī)水(shuǐ)平。

特別是厚大鑄件 ，錳是正偏析(xī)傾向特別大的元(yuán)素，其邊緣和中(zhōng)心的含量能(néng)相差一個(gè)數量級 ，極易(yì)形成“反白口” ，對力學性能(néng)極為有害。

Mn是強碳化物形成元(yuán)素 。當Mn含量大於(yú)1.0%時，石墨外圍易(yì)形成復(fù)合碳化物，阻(zǔ)礙石墨的生長(zhǎng)並改變碳原(yuán)子的擴散方式，進(jìn)而(ér)降低(dī)石墨形狀系數 。另外，Mn通過(guò)形成MnS來中(zhōng)和鑄鐵中(zhōng)的硫元(yuán)素，促進(jìn)珠光體的形成，在硫含量較(jiào)高(gāo)時 ，促進(jìn)產生氣孔傾向，含量一般在0.2～1.0%範圍 。

錳是強烈穩定奧氏體的元(yuán)素，同時對穩定珠光體的作用也很明顯 。但因弊大於(yú)利(lì)還是應把錳控制在較(jiào)低(dī)的範圍。

錳阻(zǔ)礙滲碳體和珠光體的分(fèn)解(jiě) ，增加球(qiú)鐵退火熱處(chù)理的難度。對於(yú)高(gāo)韌性球(qiú)鐵而(ér)言，每增加0.1%的錳 ，脆性轉(zhuǎn)變溫(wēn)度提高(gāo)10～12℃ 。

因此，鑄件不(bù)能(néng)只靠提高(gāo)錳含量來獲取珠光體組織 ，以免在緩慢冷卻過(guò)程中(zhōng)錳向晶界偏析(xī)並形成晶間碳化物，而(ér)應加入少量銅或鉬+銅促進(jìn)珠光體形成 。

Mn量<1.5%時，由(yóu)於(yú)Mn和S形成MnS有促進(jìn)石墨化的作用 ，引起石墨片增大和加速(sù)孕育衰退的後果，Mn對穩定珠光體的影響類(lèi)似於(yú)Cr，但較(jiào)Cr緩和。

Mn量在1.5～3.0%範圍內，有增鐵水(shuǐ)過(guò)冷傾向，使石墨從A型轉(zhuǎn)變為B型，B-E型或A-D型等(děng)混合型分(fèn)布(bù) 。Mn量過(guò)冷傾向與Mn-Si差值有關(guān)。

Mn有細化共晶團的作用；Mn擴大鐵-鎂合金中(zhōng)奧氏體相區 ，顯著降低(dī)共析(xī)轉(zhuǎn)變溫(wēn)度，灰鐵中(zhōng)每增加Mn1%，共析(xī)轉(zhuǎn)變溫(wēn)度平均下降25℃ 。

錳在球(qiú)鐵中(zhōng)非有益元(yuán)素，反而(ér)由(yóu)於(yú)其嚴重的偏析(xī)傾向，並引起基體中(zhōng)碳化物形成和增加珠光體，對韌性十分(fèn)不(bù)利(lì)，尤其對低(dī)溫(wēn)球(qiú)鐵的衝擊功(gōng)有嚴重的損害 。

錳在鑄件中(zhōng)容易(yì)產生偏析(xī) 。錳高(gāo)在晶界析(xī)出滲碳體，降低(dī)塑性和韌性 ，鑄態高(gāo)韌性球(qiú)鐵控制＜0.3%。

2、對力學性能(néng)的影響

錳能(néng)提高(gāo)抗拉強度 、屈服(fú)強度和硬度 ，但使塑性指標降低(dī)顯著 ，錳的強化作用同微量元(yuán)素相比(bǐ)要(yào)微弱的多，故不(bù)能(néng)把它作為強化元(yuán)素 。

中(zhōng)錳球(qiú)鐵中(zhōng)加入Mn5～9% ，相應Si3～5%，用稀土鎂合金和硅鐵孕育後可獲得(dé)針狀體或奧氏體加上塊 、粒狀碳化物和球(qiú)狀石墨的組織 ，它具(jù)有良好(hǎo)的機械性能(néng)和抗磨性能(néng)。

在HT低(dī)牌(pái)號鑄鐵中(zhōng)Mn從0.47%增至1.38%，σw由(yóu)32kgf/mm2提高(gāo)至42kgf/mm2 。低(dī)碳當量鑄鐵Mn由(yóu)1%增加至3%（由(yóu)於(yú)廢(fèi)鋼量多的原(yuán)因）對強度影響不(bù)大。

鑄鐵中(zhōng)Mn量增加硬度提高(gāo)和使材質(zhì)的致密度增加 。

Mn對一般鑄鐵提高(gāo)強度的影響類(lèi)似於(yú)Cr，但作用不(bù)及Cr明顯 。