金属耐磨材料

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1、金属耐磨材料随着国民经济的深入发展，新技术，新设备，新材料越来越为人们所关注。据我国冶金、建材、电力、农机、煤炭等五个系统的统计加上机械部门汽车、拖拉机、工程机械的不完全统计，我国每年消耗金属耐磨材料约达300万吨以上。那么，何谓耐磨材料？又有哪些材料屈于金屈耐磨材料呢？笔者将会细细道來。一、耐磨材料简介耐磨材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，亦是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时也对改造某些传统产业，如农业、化工、建材等起着重要作用。材料的耐磨性不仅取决于材料的硬度hm,而且最

2、重要的决定于材料的硬度hm和磨料的硕度ha的比值，当hm/ha的比值超过一定值后，其磨损量便会迅速降低。当hm/ha比值〈0.5-0.8吋为硬磨料磨损，此吋增加材料的硬度对材料的耐磨性壇加不大；当hm/ha比值＞0.5-0.8时为软磨料磨损，此时增加材料的硬度，便会迅速提高材料的耐磨性。二、金属耐磨材料种类经过改革开放30多年的风雨洗礼，针对我国设备磨损的具体工作条件和国内资源情况，我国广大科技工作者与生产实践相结合，研制出了多种新型耐磨材料。大体分两大类:耐磨钢和耐磨铸铁；四大系列:改性高钮钢、中猛钢、超高镭钢系列；高、屮、低碳耐磨合金钢系列；锯系

3、抗濟白口铸铁系列；猛系、硼系抗磨白口铸铁及马氏体、贝氏体抗磨球墨铸铁等。1・1高猛乍冈(highmanganesesteel)高猛钢ZGMnl3作为历史最悠久的一种耐磨材料，范指含猛量在10%以上的合金钢。这类钢含猛量为10%〜15%,碳含量一般为0.90%〜1.50%,大部分在1.0%以上。其化学成分为(%):C0.90〜1.50Mn10.0〜15.0Si0.30〜1.0SW0.05PW0.10高镒刚血13的铸态组织通常是由奥氏体、碳化物和珠光体所组成，冇时还含有少量的磷共晶。碳化物数量多时，常在晶界上呈网状出现。因此铸态组织的高猛钢很脆，无法使用

4、，需要进行同溶处理。通常这类高猛钢的用量最多，常用来制作挖掘机的铲齿、圆锥式破碎机的轧面壁和破碎壁、瓠式破碎机岔板、球磨机衬板、铁路辙岔、板锤、锤头等。高镒钢血13极易加工硬化，因而很难加工，绝大多数是铸件，极少量用锻压方法加工。高钮钢的铸造性能较好。钢的熔点低(约为1400°C),钢的液、固相线温度间隔较小，(约为50D；钢的导热性低，因此钢水流动性好，易于浇注成型。高猛钢的线膨胀系数为纯铁的1・5倍，为碳素钢的2倍，故铸造时体积收缩和线收缩率均较大，容易出现应力和裂纹，因此，铸造工艺吋要格外注意。1・2中猛钢(middlemanganeseste

5、el)屮猛钢经过水韧处理后的组织为奥氏体基体，但冇较多的碳化物，加入钳可以抑制铸态中的碳化物组织的析出。与Mnl3相比，中镭钢的含猛量下降，奥氏体稳定性下降，在非强烈冲击下耐磨性高于标准Mnl3约20-30%；而对于厚大断面的Mnl3铸件，水韧处理后内部常出现碳化物而使韧性下降，低温FMnl3也常出现脆断，同时耐濟性也嫌不足，屈服强度低，IfljMnl8超高猛则在一定程度上解决了上述问题。1・3超高猛乍冈(supermanganesesteel)超高猛钢Mnl8近年来，人们已开始着手对貝有稳定奥氏体组织的超高镒钢进行研究，主耍是想在普通高猛钢标准成分

6、的基础上通过提高碳、猛含量来达到改善猛钢组织，提高耐磨性的目的。研究人员通过对Fe-C-Mn合金奥氏体的价电子结构进行分析发现，在含C、Mn原子的一个奥氏体晶胞内，C-Mn之间的结合力大于C-Fe之间的结合力。这样，镒原子可通过对碳原子运动的拖曳提高碳的固溶度，而且利用猛不易和碳原了生成碳化物，来降低碳原了的扩散能力，抑制碳化物的析出。因此，同时提高碳、猛含量，不但可以捉高猛钢的加工硕化能力，而且可保持高韧性的奥氏体组织，使其在使用时具有良好的耐磨性。2・1耐磨合金刚耐磨合金刚指为满足特定的性能耍求而有目的的加入其它元素，诸如铭(Cr)>鎳(Ni)、

7、钳(Mo)、铜(Cu)、硅(Si)、猛(Mn)、锐(V)、钛(Ti)、稀土(Re)、钙(W)、硼(B)甚至有些有害元素如硫(S)、磷(P)等的钢材。耐磨合金钢以化学成分元素含量的多少分为三类：第一类耐磨合金钢，合金元素总质量分数不超过5%,即低碳耐磨合金钢；第二类耐磨合金钢，合金元索总质量分数为5%-10%,即中碳耐磨合金刚；第三类，耐磨合金钢，合金元素总质量分数超过10%,即高碳耐磨合金钢。2.2低合金耐磨钢低合金耐磨钢以高强韧性、高硬韧性著称。其强度和硬度高于耐磨镒钢而在非大冲击磨损工作条件卜•可替代猛钢；其塑、韧性高于耐磨铸铁，而在一定冲击载荷

8、的濟损工作状况下，使用寿命高于耐濟铸铁。碳钢的耐磨性主要是借表面硕化而获得的。W(C)>0.35%的碳钢，通