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調質型耐磨鋼

執(zhí)行標準:GBT 24186-2022工程機械用高強度耐磨鋼板和鋼帶 應用行業(yè):礦料、石料破碎機的襯板、葉片裝載機、推土機、挖掘機鏟斗板、側刃板、斗底板和刀片除塵器襯板、旋風收塵器、選粉機葉片和導向葉片

耐磨合金鋼發(fā)展歷史

磨損是工件失效的主要形式之一,磨損造成了能源和原材料的大量消耗,根據(jù)不完全統(tǒng)計,能源的1/3到1/2消耗于摩擦與磨損。據(jù)原聯(lián)邦德國技術科學部估測,原聯(lián)邦德國因磨損造成的損失每年達到100億馬克。美國機械工程師學會(ASME)和美國能源發(fā)展局(ERDA)提出的一項減輕摩擦和磨損的發(fā)展計劃,可使美國每年節(jié)支160億美元,即為能源消耗的11%。據(jù)美國刊物介紹,美國幾大類產品每年由于磨損所造成的損失是:飛機134億美元,船舶64億美元,汽車400億美元,切削工具28億美元。中國對摩擦和磨損所造成的損失尚缺乏全面的統(tǒng)計。根據(jù)中國機械部門1974~1975年的調查報告,汽車配件年耗用鋼材23萬t,其中2/3用于維修,而大部分是由于磨損所致。另據(jù)中國電力、建材、冶金、采煤和農機等5個部門的不完全統(tǒng)計,每年備件消耗鋼材在150萬t以上,以煤礦所用刮板輸送機為例,由于中部槽磨損所造成的損失每年為1~2億元人民幣。如果再考慮到其他機械設備磨損造成的經濟損失和鋼材的消耗那將是很驚人的。由此可見,提高耐磨鋼的質量,開發(fā)新型高性能耐磨鋼,以及廣泛、深入地開展鋼材磨損機理的研究,以降低由于磨損造成的損失,對于國民經濟建設的發(fā)展是一件具有重要意義的工作。20世紀80年代以來,隨著我國經濟和科技的高速發(fā)展,我國耐磨合金鋼的研究、開發(fā)、制造和應用獲得了很大的發(fā)展。


耐磨合金鋼執(zhí)行標準

現(xiàn)行標準:GB/T 24186-2022工程機械用高強度耐磨鋼板和鋼帶是一類用于磨損工況的特殊性能鋼,其主要特征是在磨損條件下具有較高的強度、硬度韌性和耐磨性。嚴格地說,耐磨錳鋼也屬于耐磨合金鋼,考慮到國內外耐磨材料行業(yè)常將耐磨錳鋼單列為一類。


耐磨合金鋼,耐磨合金鋼定義及分類

耐磨合金鋼應用于有一定沖擊載荷的磨料磨損工礦條件,它是指為滿足特定的性能要求而有目的的加入其它元素的鋼材。如為提高強硬度、韌性淬透性及各項綜合性能指標而加入的元素稱為合金元素。淬火的有鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、銅(Cu)、硅(Si)、錳(Mn)、釩(V)、鈦(Ti)、稀土(Re)、鎢(W)、硼(B)甚至有些有害元素在特定環(huán)境條件下為滿足特別需求,亦可稱為合金元素,如硫(S)、磷(P)等,耐磨合金鋼大致分為奧氏體錳鋼、中鉻鋼、低合金鋼和石墨鋼五大類,分別適用不同工礦條件。


耐磨低合金鋼定義,主要品種、性能及應用
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)不得高于5%即稱為低合金鋼(5-10%為中合金鋼,10-15%為高錳鋼),低合金鋼的力學性能特別是硬度和韌性可以在很大的范圍內調整,可根據(jù)不同的使用條件,將強度、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。
通常低合金耐磨鋼以高強韌性、高硬韌性著稱。其強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,碳量高時焊接性能較差。低合金耐磨鋼,可按熱處理和含碳量分類。


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,經水淬和回火處理,硬度高,耐磨性好,具有較好的強韌性配合,使用中不易變形和斷裂,廣泛應用于挖掘機、裝載機及拖拉機的斗齒、履帶板,中小型顎板、板錘、錘頭,球磨機襯板等?!?.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油淬(或空淬)熱處理并回火處理后,可得到強韌性較好、硬度高、耐磨性好的馬氏體鋼,用于球磨機襯板,中小型顎板、錘頭、板錘等。但這類鋼的韌度低于前述W(C)=0.20%-0.35%水淬熱處理的低合金馬氏體鋼,因此其應用時必須考慮工況的沖擊載荷。

幾種油淬或空淬的高強度馬氏體鑄鋼的化學成本、硬度與特性見表4(略),力學性能見表5(略),國外典型的油淬高強度鉻鉬馬氏體耐磨鋼的化學成本見表6(略)。


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過復雜的熱處理而具有較低的生產成本。
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型磨煤機的空心魔球及球磨機襯板。較典型的牌號是ZG85Cr2MnMo, ≥800MPa, ≥500MPa, ≥1%。有代表性的高碳鉻錳鉬珠光體耐磨鑄鋼的化學成分與力學性能見表7(略)。

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鉬礦球磨機中耐磨性對比試驗見表8(略)和表9(略)。從中可見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,其耐磨性也相應增強。
在耐磨碳鋼中,W(C)=0.4%-0.70%的碳鋼占有重要地位,美國的鑄鋼火車輪就是用W(C)=0.4%-0.70%的碳鋼制造的。

5.鑄造石墨鋼是超高碳共析鋼,經過適當?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構材料。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,因為少量的石墨可以提高軋輥的抗熱裂性能和抗氧化鐵皮粘附性能。


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內容擴展

牌號表示方法:鋼板牌號由代表生產廠家、用途、硬度及質量等級等四個部分按順序組成,例如:WNM400A,WNM400B等

符號:W-----表示舞陽鋼鐵有限責任公司的“舞”字漢語拼音的首位字母;

NM----表示***用途的“耐”和“磨”字漢語拼音首位字母;

A、B--分別為質量等級,同時A代表鋼板不做沖擊,B代表鋼板做20度常溫沖擊;

鋼板采用齊邊軋制,切頭尾,不切兩縱邊,其切邊余量按正常切邊板控制。

鋼板其余的尺寸、外形、重量及允許偏差應符合GB/T709。



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