合金元素在耐磨钢中的作用

1930年以前，国际上应用的耐磨材料以ZGMn13 (Hadfield sleel)为主。材料科学工作者对ZGMn 13给予了充分研究，发现在高应力状态下(如强烈冲击或挤压载荷)，使ZGMn13产生加工硬化，形成一层硬而耐磨的外壳，才能抵抗磨损。但众多耐磨件工作在中低应力状态下，不能使ZGMn13充分加工硬化，故其耐磨性不能充分发挥。 从应力状态分，中低应力磨损占90%以上，高应力状态磨损只占5%左右。给ZGMn 13提出了挑战，要求在中低应力状态下也能加工硬化，抵御磨损。为了增加ZGMnl3自身的加工硬化能力，多年来进行下述四个方面的研究，以提高ZGMn 13的抗磨性。 1)细化晶粒，以促进应力状态下位错密度的增加。 2)降低Mn含量，以降低ZGMn13奥氏体稳定性，达到加速加工硬化能力。 3)加人Cr,Mo,V,Ti等元素，改善ZGMnl3性能，井在奥氏体基体上弥散析出碳化物，增强抗磨性。 4)加人稀土元素，一方面可细化晶粒，更主要的能使层错能降低，增加加工能力。 尽管进行了卓有成效的研究，ZGMnl3抗磨性能和其他性能有了一定的改善，但对低应力工况下服役的ZGMnl 3件，抗磨性能仍无根本的改善。由于 ZGMn1 3热膨胀系数大，在大型水泥磨上发生胀裂机壳事件;无磁性，磨屑难以从磨料中磁选，影响耐火材料制品的质量。自1980年后，高锰钢逐渐从磨机衬板制造中被淘汰。 国外材料科学工作者，自1930年起至1980年止50年间，对10种耐磨材料作了系统研究和对比分析，排除了4种，并推荐下列4种材料，作为中低应力工况下服役的主体抗磨材料。 中碳马氏体耐磨铸钢; 高碳珠光体耐磨钢; 高铬白口耐磨铸铁; 镍硬耐磨铸铁。 前两种构成本章要阐述的多元耐磨低合金铸钢。一些工业先进国家已形成系列，并建立专业化生产厂，供用户选用，表5一2为美国ESC(〕公司的12系列耐磨铸钢就属于多组元低合金耐磨铸钢体系。它只告诉我们12系列铸钢系Cr一Ni 一Mo钢，而没有告诉其化学成分和热处理工艺。组织若为马氏体钢时，主金相组织为板条马氏体(亚结构为位错马氏体)四周包围着残留奥氏体薄膜。硬度低的钢种为珠光体耐磨钢。根据成分、热处理工艺、组织、性能之间的关系，研究适合我国国情的新型低合金耐磨钢。美国ESCO公司12系列给出的组织将是研究的关键。根据我国的实际情况，用国内富产廉价的合多元素进行成分设计，通过各种处理手段获得所要求的组织，以期达到诸种性能指标。 耐磨板|耐磨钢板|高强度钢板| 高强钢现货——