20Mn23ALV与WNM18区别 20Mn23ALV是什么材质 20Mn23ALV价格 20Mn23ALV介绍

王乐13592193328

20Mn23ALV无磁高锰奥氏体钢 - 技术信息手册
20Mn23ALV概述与核心特性
20Mn23ALV材料名称：20Mn23AlV
20Mn23ALV执行标准（参考）：
20Mn23ALV中国国家标准（GB/T）：GB/T 5680-2010《奥氏体锰钢铸件》

20Mn23ALV牌号：主要对应标准中的 ZGMn23系列，并通过添加Al和V进行优化。
20Mn23ALV核心特性：
20Mn23AlV是在传统高锰钢（如ZGMn13）基础上发展而来的无磁钢。其核心特性源于其稳定的单相奥氏体组织。
完全无磁性（抗磁性）：在任何状态下（铸态、水韧处理后、冷变形后）均保持稳定的奥氏体组织，磁导率（μ）极低，通常 ≤ 1.1。
高强度与高韧性：兼具较高的强度（屈服强度和抗拉强度）和良好的冲击韧性。
优异的低温韧性：奥氏体组织在低温下不发生脆性转变，是优良的深低温材料。
高耐磨性：在高冲击载荷下，表面会发生加工硬化，硬度显著提升，从而抵抗磨损。
高加工硬化率：冷变形能大幅提高其强度和表面硬度。
20Mn23ALV主要应用领域：
电器工业：大型变压器、磁选机、电机等设备中需要承受高载荷且必须无磁的结构件，如变压器夹件、磁轭、护环（发电机用）等。
低温工程：制造液氮、液氧等深低温介质的储存和运输设备构件。
耐磨领域：在无磁条件下承受冲击磨损的部件。
20Mn23ALV化学成分（质量分数 %）
20Mn23AlV的典型化学成分范围如下（不同厂家和标准略有差异）：
20Mn23ALV元素
典型含量（%）
作用分析
碳 (C)
0.15 ~ 0.25
保证强度的基础元素。
锰 (Mn)
22.0 ~ 25.0
核心元素，扩大奥氏体区，稳定奥氏体组织，确保无磁性。
硅 (Si)
≤ 0.80
脱氧剂，固溶强化。含量过高会损害韧性。
磷 (P)
≤ 0.070
有害元素，降低韧性，需严格控制。
硫 (S)
≤ 0.040
有害元素，形成硫化物夹杂，需严格控制。
铝 (Al)
0.50 ~ 2.00
关键元素，强烈形成和稳定奥氏体，是实现无磁性的关键，同时能提高抗氧化性。
钒 (V)
适量添加
形成碳化钒（VC），细化晶粒，提高强度和韧性。
注：为保持无磁性，通常需控制铬（Cr）、镍（Ni）、钼（Mo）等铁素体或金属间化合物形成元素的含量。
20Mn23ALV力学性能
力学性能因产品形态（铸件、锻件、板材）和热处理状态而异。以下是该材料在固溶处理（水韧处理）后的典型力学性能参考值：
性能指标
参考值
备注
屈服强度 (Rp0.2)
≥ 390 MPa
高于普通奥氏体不锈钢。
抗拉强度 (Rm)
≥ 735 MPa
-
断后伸长率 (A)
≥ 35 %
表现出优异的塑性。
断面收缩率 (Z)
≥ 45 %
-
硬度 (HBW)
≤ 230 HBW
固溶态硬度较低，便于加工。
冲击功 (KV2，室温)
≥ 150 J
韧性极佳。
磁导率 (μ)
≤ 1.05（在15920 A/m磁场下）
核心指标，证明其完全无磁。
20Mn23ALV物理性能（参考值）
性能
数值/描述
密度
≈ 7.6 g/cm³
熔点
≈ 1400 °C
热膨胀系数
较高（与高锰钢类似，约 18-20 ×10⁻⁶/K，20-400°C）
热导率
较低，约为 12 W/(m·K) （20°C）
电阻率
较高，约为 1.0 μΩ·m
磁导率
极低，接近真空磁导率（μ≈1）
20Mn23ALV热处理工艺
核心热处理：固溶处理（水韧处理）
目的：将碳化物完全溶解到奥氏体基体中，获得均匀、单一的过饱和奥氏体组织，从而获得最佳的韧性和无磁性。
工艺：
加热：将钢加热到1050°C ~ 1100°C，并保温足够时间，使碳化物充分溶解。
冷却：快速水冷至室温，以抑制碳化物再次析出，固定奥氏体组织。
注意：此材料通常不采用淬火回火工艺。
20Mn23ALV加工与焊接性能
加工性：
固溶态：硬度低，塑性好，切削加工性能较差，刀具易磨损、粘刀，表面光洁度难保证。需采用特定刀具和切削参数。
冷作硬化后：强度和硬度大幅提高，加工极为困难。
焊接性：
焊接性尚可，但需谨慎。
预热：通常不需要预热。
焊材：必须选用高锰奥氏体钢焊条或焊丝（如CH277等），以保证焊缝金属的无磁性和力学性能匹配。
控制热输入：采用小热输入、多道焊，避免在敏感温度区间停留过久，防止晶粒粗大和碳化物析出，从而降低韧性。
焊后处理：重要构件可在焊后进行固溶处理，以恢复性能。
20Mn23ALV注意事项与总结
核心优势：无磁性 + 高强韧的独特组合，使其在特定领域不可替代。
主要挑战：切削加工困难；有应变诱发马氏体相变的潜在风险（若成分控制不当）；成本较高。
选型替代：在非关键的无磁结构件中，可考虑用奥氏体不锈钢（如304、316L）替代，但其强度和耐磨性远不及20Mn23AlV。
应用提醒：主要用于特殊环境下的关键结构件，设计和制造必须严格遵守相关行业规范。