錳Mn（熔點1242℃）

錳是鑄鐵的常存五元素之一，除少量固溶于鐵素體以外，大部分溶入共析碳化物和滲碳體中，以復(fù)合碳化物的形態(tài)存在，加強了碳化物的形成，因此是阻礙石墨化的元素，故增加錳量會增大基體組織中的珠光體數(shù)量。

在灰鑄鐵中，錳的含量控制在0.5%～1.4%的范圍內(nèi)，主要作用有二，一是中和硫的有害作用，二是穩(wěn)定和細(xì)化珠光體，在此含量范圍內(nèi)，隨錳含量的增加，鑄鐵的強度、硬度增加，而塑性和韌性降低。

在球墨鑄鐵中，錳的含量比灰鑄鐵低，控制在0.3%～0.6%的范圍內(nèi)，這是由于球化劑的加入已中和了一部分硫，使硫降低到較低的數(shù)值，此時錳已不再起中和硫的作用，而主要分布并富集于共晶團晶界上，形成珠光體，甚或碳化物，降低了球墨鑄鐵的塑性和韌性，因此只要加入少量的錳，就可充分發(fā)揮出穩(wěn)定碳化物和珠光體的作用。

對于鐵素體基體的球鐵來說，錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)在0.3%以下；對于珠光體球鐵，錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不應(yīng)超過0.6%。要想得到珠光體組織，其方法是添加銅。

1、對基體組織的影響

錳是阻礙石墨化、穩(wěn)定珠光體元素，其化合物易偏析在共晶團晶界處，并且增加脆性。所以含錳量高會降低鑄鐵的延伸率。如果延伸率要達(dá)到12%，則含錳量應(yīng)小于0.3%，而延伸率要達(dá)到18%，則含錳量應(yīng)小于0.1%。所以，在鑄態(tài)鐵素體球鐵中，含錳量應(yīng)盡可能低一些。

錳的提高嚴(yán)重的損害了材料的沖擊韌性，應(yīng)盡量限制含錳量。

少量的錳可以作為合金元素，形成碳化物和珠光體。但錳使白口傾向增加，因此要把含錳量保持在較低水平。

特別是厚大鑄件，錳是正偏析傾向特別大的元素，其邊緣和中心的含量能相差一個數(shù)量級，極易形成“反白口”，對力學(xué)性能極為有害。

Mn是強碳化物形成元素。當(dāng)Mn含量大于1.0%時，石墨外圍易形成復(fù)合碳化物，阻礙石墨的生長并改變碳原子的擴散方式，進(jìn)而降低石墨形狀系數(shù)。另外，Mn通過形成MnS來中和鑄鐵中的硫元素，促進(jìn)珠光體的形成，在硫含量較高時，促進(jìn)產(chǎn)生氣孔傾向，含量一般在0.2～1.0%范圍。

錳是強烈穩(wěn)定奧氏體的元素，同時對穩(wěn)定珠光體的作用也很明顯。但因弊大于利還是應(yīng)把錳控制在較低的范圍。

錳阻礙滲碳體和珠光體的分解，增加球鐵退火熱處理的難度。對于高韌性球鐵而言，每增加0.1%的錳，脆性轉(zhuǎn)變溫度提高10～12℃。

因此，鑄件不能只靠提高錳含量來獲取珠光體組織，以免在緩慢冷卻過程中錳向晶界偏析并形成晶間碳化物，而應(yīng)加入少量銅或鉬+銅促進(jìn)珠光體形成。

Mn量<1.5%時，由于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孕育衰退的后果，Mn對穩(wěn)定珠光體的影響類似于Cr，但較Cr緩和。

Mn量在1.5～3.0%范圍內(nèi)，有增鐵水過冷傾向，使石墨從A型轉(zhuǎn)變?yōu)锽型，B-E型或A-D型等混合型分布。Mn量過冷傾向與Mn-Si差值有關(guān)。

Mn有細(xì)化共晶團的作用；Mn擴大鐵-鎂合金中奧氏體相區(qū)，顯著降低共析轉(zhuǎn)變溫度，灰鐵中每增加Mn1%，共析轉(zhuǎn)變溫度平均下降25℃。

錳在球鐵中非有益元素，反而由于其嚴(yán)重的偏析傾向，并引起基體中碳化物形成和增加珠光體，對韌性十分不利，尤其對低溫球鐵的沖擊功有嚴(yán)重的損害。

錳在鑄件中容易產(chǎn)生偏析。錳高在晶界析出滲碳體，降低塑性和韌性，鑄態(tài)高韌性球鐵控制＜0.3%。

2、對力學(xué)性能的影響

錳能提高抗拉強度、屈服強度和硬度，但使塑性指標(biāo)降低顯著，錳的強化作用同微量元素相比要微弱的多，故不能把它作為強化元素。

中錳球鐵中加入Mn5～9%，相應(yīng)Si3～5%，用稀土鎂合金和硅鐵孕育后可獲得針狀體或奧氏體加上塊、粒狀碳化物和球狀石墨的組織，它具有良好的機械性能和抗磨性能。

在HT低牌號鑄鐵中Mn從0.47%增至1.38%，σw由32kgf/mm2提高至42kgf/mm2。低碳當(dāng)量鑄鐵Mn由1%增加至3%（由于廢鋼量多的原因）對強度影響不大。

鑄鐵中Mn量增加硬度提高和使材質(zhì)的致密度增加。

Mn對一般鑄鐵提高強度的影響類似于Cr，但作用不及Cr明顯。