耐磨合金的主要品種

  在耐磨合金鋼中，合金元素總量(Fe、C及有害元素和隱存元素)不得小于5%即稱(chēng)為低合金鋼(5-10%為中合金鋼，10-15%為高錳鋼)，低合金鋼的力學(xué)性能特別是硬度和韌性可以在很大的范圍內(nèi)調(diào)整，可根據(jù)不同的使用條件，將強(qiáng)度、沖擊韌度和耐磨性能綜合考慮和匹配。只要不因脆性而引起斷裂，其耐磨性隨硬度的提高而增強(qiáng)。

  通常低合金耐磨鋼以高韌性、高硬韌性著稱(chēng)。其強(qiáng)度和硬度高于耐磨錳鋼而在非大沖擊磨損工況可替代錳鋼;其塑、韌性高于耐磨鑄鐵，而在一定沖擊載荷的磨損工況，使用壽命高于耐磨鑄鐵。

  耐磨剛加入合金元素的主要目的在于提高淬透性、強(qiáng)度、韌度和耐磨性。最常用的添加元素是Mo、Cr、Mn、Ni、和Si等。

  耐磨低合金鋼的鑄造、焊接性能與其它低合金鋼相似，碳量高時(shí)焊接性能較差。低合金耐磨鋼，可按熱處理和含碳量分類(lèi)。

  水淬熱處理合金馬氏體耐磨鋼

  W(C)=0.2%-0.35%的多元低合金鋼，經(jīng)水淬和回火處理，硬度高，耐磨性好，具有較好的強(qiáng)韌性配合，使用中不易變形和斷裂，廣泛應(yīng)用于挖掘機(jī)、裝載機(jī)及拖拉機(jī)的斗齒、履帶板，中小型顎板、板錘、錘頭，球磨機(jī)襯板等。幾種水淬性的高度馬氏體鑄鋼的牌號(hào)、化學(xué)成分與力學(xué)性能見(jiàn)表1.和表2。國(guó)外幾種水淬馬氏體耐磨鑄鋼的化學(xué)成分見(jiàn)表3(如圖2所示)。

  油淬、空淬熱處理低合金馬氏體耐磨鋼

  W(C)>0.35%的多元低合金鋼，依不同的合金含量經(jīng)油淬(或空淬)熱處理并回火處理后，可得到強(qiáng)韌性較好、硬度高、耐磨性好的馬氏體鋼，用于球磨機(jī)襯板，中小型顎板、錘頭、板錘等。但這類(lèi)鋼的韌度低于前述W(C)=0.20%-0.35%水淬熱處理的低合金馬氏體鋼，因此其應(yīng)用時(shí)必須考慮工況的沖擊載荷。

  幾種油淬或空淬的高度馬氏體鑄鋼的化學(xué)成本、硬度與特性，力學(xué)性能，國(guó)外典型的油淬高度鉻鉬馬氏體耐磨鋼的化學(xué)成本與前者相差無(wú)幾。

  正火熱處理低合金珠光體耐磨鋼

  W(C)=0.55%-0.9%的高碳鉻錳鉬鋼，經(jīng)正火和回火熱處理可得到珠光體基體。鉻錳珠光體耐磨鋼具有好的韌度和抗沖擊疲勞性能，高的加工硬化能力;并因只含有較少的不昂貴的合金元素且不需經(jīng)過(guò)復(fù)雜的熱處理而具有較低的生產(chǎn)成本。

  高碳鉻錳鉬珠光體耐磨鑄鋼用于一定沖擊載荷的磨料磨損工況，如E型磨煤機(jī)的空心魔球及球磨機(jī)襯板。有代表性的是高碳鉻錳鉬珠光體耐磨鑄鋼。

  從鉻鉬珠光體耐磨鋼襯板與高錳鋼、鉻鉬馬氏體耐磨鋼襯板在φ2.7m鉬礦球磨機(jī)中耐磨性對(duì)比試驗(yàn)中可見(jiàn)鉻鉬珠光體耐磨鋼襯板的使用壽命高于高錳鋼，低于555-601HBW的鉻鉬馬氏體耐磨鋼襯板;即使珠光體鋼襯板硬度較低但使用壽命高于480℃回火的馬氏體耐磨鋼襯板。

  耐磨碳鋼

  碳鋼的耐磨性主要是借表面硬化而獲得的。W(C)>0.35%的碳鋼，通常采用表面感應(yīng)淬火或火焰淬火;低碳鋼則可用滲碳、滲氮或碳氮共滲等工藝提高耐磨性。隨著硬度的提高，其耐磨性也相應(yīng)增強(qiáng)。

  在耐磨碳鋼中，W(C)=0.4%-0.70%的碳鋼占有重要地位，美國(guó)的鑄鋼火車(chē)輪就是用W(C)=0.4%-0.70%的碳鋼制造的。

  鑄造石墨鋼

  鑄造石墨鋼是超高碳共析鋼，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚砗?，一部分碳以石墨的形式析出，因而具有鑄鋼和鑄鐵的綜合性能。由于存在游離石墨，這種鋼是一種耐磨擦磨損的結(jié)構(gòu)材料。現(xiàn)石墨鋼多用于制造冶金軋輥，如初軋或粗軋作業(yè)的軋輥，因?yàn)樯倭康氖梢蕴岣哕堓伒目篃崃研阅芎涂寡趸F皮粘附性能。