耐磨材料

耐磨材料结课报告

浅谈高锰钢 摘要：本文对高锰钢的性能特点，铸造工艺，应用条件以及它的局限性和发展前景做了较为简单的介绍，尤其对高锰钢的现状和它的发展前景作了较为详细的描述，认为高锰钢还有较为广阔的发展前景。

一、高锰钢的定义

标准的高锰钢（Mn13）又叫哈德菲尔德钢，是英国人Hadfield 于

1882年发明的。各国高锰钢都不是一个牌号，而是一个系列的统称。我国关于高锰钢的标准可查国家标准（GB/T5080-1998），与国外主要发达国家的比照如下：

二、高锰钢依其用途的不同可分为两大类：1

1、耐磨钢

这类钢含锰10%～15%，碳含量较高，一般为0.90%～1.50%，大部分在1．0%以上。其化学成分为(%)： C0．90～1．50Mn10.0～15．0 Si0．30～1.0 S≤0.05 P≤0.10这类高锰钢的用量最多，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、颚式破碎机岔板、球磨机衬板、铁路辙岔、板锤、锤头等。 上述成分的高锰钢的铸态组织通常是由奥氏体、碳化物和珠光体所组成，有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。因此铸态组织的高锰钢很脆，无法使用，需要进行固溶处理。通常使用的热处理方法是固溶处理，即将钢加热到1050～1100℃，保温消除铸态组织，得到单相奥氏体组织，

然后水淬，使此种组织保持到常温。热处理后钢的强度、塑性和韧性均大幅度提高，所以此种热处理方法也常称为水韧处理。热处理后力学性能为：σb615～1275MPa σs340～470MPa ζ15%～85% ψ15%～45% aKl96～294J/cm2 HBl80～225

高锰钢经过固溶处理后还会有少量的碳化物未溶解，当其数量较少符合检验标准时，仍可使用。

2、无磁钢

这类钢含锰大于17%，碳含量一般均在1.0%以下，常在电机工业中用于制作护环等。这类钢的密度为7.87～7.98g/cm3。由于碳、锰含量均高，钢的导热能力差。导热系数为12.979W/(m·℃)，约为碳素钢的1/3。由于钢是奥氏体组织，无磁性，其磁导率μ为1．003～1．03(H/m)

二、高锰钢的铸造工艺

在高能量冲击的工作条件下，高锰钢与超高锰钢铸件的应用范围是广阔的。

1 、化学成分

高锰钢按照国家标准分为5个牌号，主要区别是碳的含量，其范围是0.75%－1.45%。受冲击大，碳含量低。锰含量在11.0%－14.0%之间，一般不应低于13%。超高锰钢尚无国标，但锰含量应大于18%。硅含量的高低，对冲击韧度影响较大，故应取下限，以不大于0.5%为宜。低磷低硫是最基本的要求，由于高的锰含量自然起到脱硫作用，故降磷是最要紧的，设法使磷低于0.07%。铬是提高抗磨性的，一般在2.0%左右。

2、炉料

入炉材料是由化学成分决定的。主要炉料是优质碳素钢（或钢锭）、高碳锰铁、中碳锰铁、高碳铬铁及高锰钢回炉料。这里特别提醒的是由人认为只要化学成分合适，就可以多用回炉料。这个人士是有害的。某些厂之所以产品质量不佳，皆出于此。不仅高锰钢、超高锰钢，凡是金属铸件，绝不可以过多的使用回炉料，回炉料不应超过25%。那么，回炉料过剩该如何？只要把废品降到最低，回炉料就不会过剩。

3 、熔炼

这里着重讲加料顺序，无论用中频炉，还是电弧炉熔炼，总是先熔炼碳素钢，而各类锰铁和其他贵重合金材料，要分多次，每次少量入炉，贵重元素在最后加入，以减少烧损。料块应尽量小些，以50－80mm为宜。熔清后，炉温达到1580－1600℃时，要脱氧、脱氢、脱氮，可用铝丝，也可用Si-Ca合金或SiC等材料。将脱氧剂一定压到炉内深处。金属液面此时用覆盖剂盖严，隔断外界空气。还要镇静一段时间，使氧化物、夹杂物有充足时间上浮。然而，不少企业，只将铝丝甚至铝屑，撒再金属液面上，又不加覆盖，岂不白白浪费！在此期间，及时用中碳锰铁来调整锰与碳的含量。

钢液出炉前，将浇包烘烤到400℃以上是十分必要的。在出炉期间用V-Fe、Ti-Fe、稀土等多种微量元素做变质处理，是使一次结晶细化的必要手段，它对产品性能影响是至关重要的。

4、炉料与造型材料

要延长炉令，当分清钢种与炉衬的属性。锰钢属碱性，炉衬当然选用镁质材料。捣打炉衬要轮番周而复始换位操作。添加炉衬材料不可过厚，每次80厘米左右为宜，捣毕要低温长时间烘烤。如提高生产效率，笔者建议采用成型坩埚（沈阳力得厂和恒丰厂均又成品出售），从拆炉捣装成，不用1小时，即可投入生产，同时成型坩埚对防穿炉大裨益。当然，炉令的长短与操作者大又关系。不少操作者像掷铅球的运动员一样，把炉料从三四米之外投入炉内，既不安全又伤炉令，应将炉料置于炉口旁预热，然后用夹子慢慢地将炉料顺炉料置于炉口旁预热，然后用夹子慢慢地将炉料顺炉壁放入。

造型材料和涂料也应与金属液属性相一致，或者用中兴材料（如铬铁矿砂、棕刚玉等）。若想获得一次结晶细化的集体，采用蓄热量大的铬铁矿砂是正确的，尤其是消失模生产厂，用它将克服散热慢的缺点。

5、铸造工艺设计

锰钢的特点是凝固收缩大，散热性差，据此，在工艺设计中铸造收缩率取2.5%－2.7%，铸件越长大、越应取上限。型砂与砂芯的退让性一定要好。浇注系统采取开放式。多个分散的内浇道从铸件的薄壁处引入，且成扁而宽的喇叭状，靠近铸件处的截面积大于与横浇道相联的截面积，使金属液快速平稳地注入铸型，防止整个铸型内的温差过大。冒口直径要大于热节直径，紧靠热节，高度是直径的2.5－3.0倍，必须采用热冒口甚至浇冒口合一，让充足的高温金属液来不足铸件在凝固收缩时之空位。将直浇道、冒口位于高处（砂箱有5－8。的斜度）也是正确的。浇注时尽可能低温快浇。一旦凝固，要及时松砂箱。聪明的设计师总是善于利用冷铁，包括内冷铁于外冷铁，它既细化一次结晶，消除缩孔、缩松，又提高工艺出品率，当然，适宜的用量和规格是应该考虑的。内冷铁要干净、易熔，用量以少为宜。外冷铁的三维尺寸与冷却物的三维尺寸为0.6－0.7倍的函数关系。过小不起作用，过大造成铸件开裂。铸件在型内要长时间保温，直到低于200℃再开箱。

6 、热处理

高锰钢的热处理是极为重要的工序，高锰钢与大部分钢种不同的是它在铸态下很脆，只有经过水淬处理后，才会有极高的韧性，这就是所谓的“水韧”处理，高锰钢的热处理大致有两种类型：水韧处理和沉淀强化。

水韧处理的目的是使铸态组织中的碳化物溶解，共析类型组织进行奥氏体化，铸态组织全部消除，得到化学成分均匀的单相奥氏体组织，然后快速冷却得到过冷的奥氏体固溶体组织。使其获得良好的抗强冲击磨料磨损的耐磨性。这种工艺在生产中不引人注意却又极易产生问题：一是入水温度控制必须≥950℃；二是淬火水池中水温（实际上重要的是装炉量与蓄水量控制）等，所以不同的生产企业尽管成分一致，性能差距极大是不奇怪的。

沉淀强化处理的目的是奥氏体基体中出现弥散分布的第二相强化基体，以提高材料抗磨料磨损的能力。

具体的操作是350℃以下，升温速度<80℃/h，750℃以下，<100℃/h，且有不同时期的保温。至>750℃时，铸件内呈塑性状态，可以快速升温了。至1050℃时根据铸件的厚度确定保温时间，然后再升到1100℃以上。给出炉降温留有余地然

后尽快入水。高温时升温太慢，保温时间太短，出炉后到入水时间间隔过长（不应>0.5min），这一切都影响铸件质量。入水温度应<30℃，淬火后，水温<50℃，水量应不小于铸件重量的8倍。冷水从池下部进入，温水从池顶面流出。铸件在水池中要三个方向不停地一动。

7、切割与焊接

因为锰钢热传导性能差，所以在切割浇冒口时应十分注意。最好将铸件置于水中，被切割部分露在水外，切割时留一定量的茬，热处理后磨掉。不少厂，焊接和焊补成为必然。选用奥氏体基的锰镍焊条（D256或D266型），规格细长，φ3.2mm×350mm，外层药皮为碱性。操作时采用小电流，弱电弧，小焊道多焊层、始终保持低温度少热量的操作方法。一边焊接一边击打，消除应力。重要铸件必须探伤。

三、高锰钢的可加工性：

1、高锰钢的切屑性

目前大量超硬材料刀具如“立方氮化硼刀具”、“复合材料陶瓷刀具”、“金刚石刀具”、均已能相对容易地加以解决。其他还有电加工、化学加工、喷水加工也取得了很大进展。

2、高锰钢的焊接性

目前无论是高锰钢互焊还是堆焊或是与异种材料互焊都已比较成熟的解决。但在施焊过程中切记高锰钢在250?C-800?C之间时存在着碳化物析出脆性温度区间。许多高锰钢采用泡水或强制冷却法都取得了良好效果。高锰钢焊条一般选用碱性渣系、直流反接，比较重要的焊接可以采用闪光焊（瑞士GAAS80/700

型闪光焊机）或MAG焊（如日产YD-S-500）可以有效地保证焊缝力学性能。

3、高锰钢的切割性

高锰钢的切割性能一般，一般禁止在铸态下冷切割，需要在冷铸态切割时，应把铸件本体浸在冷水中。热切割应在铸件凝固冷却到650?C -800?C红热状态下进行，切割后应尽快迈入热砂中缓冷。

4、高锰钢的可缎性

高锰钢的锻造性一般，可在冷、热状态下进行小变形量加工，热锻可以在950?C -1200?C，据资料报道高锰钢小锤头锻造后，耐磨性提高1.7倍。

四、高锰钢的性能特点：

高锰钢具有良好的塑性和冲击韧性，在外力冲击下表面产生硬化层，已硬化的表面层被磨损以后，出现新的表面层，又继续被加工硬化。因此，高锰钢铸件是有高的表面耐磨性，·里面部分仍保留原机械性能。因为高锰钢具有以上特点，所以目前世界上还未有任何耐磨材料可完全代替高锰钢。

五、高锰钢技术要求：

为了获得高耐磨性的高锰钢铸件，我公司制订出严格的生产工艺规程，从造

型、熔炼、浇注、热处理等环节上抓好质量控制点，严把质量关，使高锰钢铸件的机械性能具有良好的塑性和冲击韧性。其金相组织达到：①细晶粒的奥氏体组织构；②没有碳化物；③最少量的氧化锰夹杂及薄晶粒边界的显微组织。性价比的优势将更为突出，故耐磨材料界美其名曰“不”。朽的耐磨材料

六、高锰钢的局限性，错误的选材将会给生产带来的不利影响

由于高锰钢自身硬度很低（HB170-230），在未硬化时耐磨性是极其有限的，其在剧烈冲击下表面迅速硬化而呈现出优良的抗磨性，但如果高锰钢件表面所承受冲击力不足（如小磨机衬板、小破碎机锤头等），则表面不能充分硬化（充分硬化后表面硬度可达HB550以上，反之则在HB350以下）则耐磨性无从发挥，而呈现出不耐磨的状况。有些重型破碎机锤头尽管冲击力很大，但碰到所破碎的物料有较强的磨蚀性，则高锰钢表面未来得及充分硬化即被磨损，这种失败的教训是很多的。如xx省有十余台TPC20.22，每套锤头重约6吨，（每只锤头重120kg，每套50只）价格为7-8万元/套，约破碎物料不足5万吨，其成本是惊人的。此外，高锰钢由于有较强的流变性，用作大磨机衬板时，衬板受冲击膨胀拱起，而拉断螺栓脱落，又如用在隔仓板、篦板、材料流变使篦缝糊死而致磨机产量严重下降等，因而高锰钢这一优质耐磨材料决不是万能的。何时何地如何应用应科学研究分析使用服役条件，充分掌握高锰钢的性能特点，扬长避短，方能取得应用的成功。

高锰钢现状及今后发展

高锰钢被广泛的应用于各个行业的许多耐磨件上。随着对磨损机理研究的深入发展，人们对高锰钢的特性也了解的更透彻

七、高锰钢加工硬化机理

高锰钢原始硬度很低，而加工硬化能力很强，在使用中硬度提高，形变速度越快，硬化效果显著，硬度也越高，目前强化机理有以下几种：

1.位错强化机制：高锰钢是大量Mn原子置换铁原子，显著降低层错能，

因而易于形变，使位错密度增高，形成堆垛层错和形变亚结构，呈现加工硬化现象。

2.形变孪晶机制：高锰钢拉伸后，硬化区出现层状孪晶，硬度达HV460。

经重锤锤击后出现层状孪晶及位错缠结达HV500。爆炸硬化时出现复合孪晶，硬度提高，硬化层加厚。

3.形变马氏体机制：从热力学角度讲，合金快速冷至Ms点以下可获得

马氏体，而在Ms点以下存在Md点，在Ms——Md之间因应力作用可产生形变马氏体。一般Ms点低于200℃。Mn量为12％时，Ms点为-230℃以下，因此室温下一般变形的高锰钢不会产生形变诱发马氏体。如果钢中碳量降至0.8%时，在室温下也没能发现形变马氏体，而在-196℃低温下可出现δ.θ马氏体，改变高锰钢中的含锰量，将锰量降至4％，室温形变后有ε.δ马氏体产生，常规成分高

锰钢固溶后经50％的变形量形变，硬度已达到较高数值，变值量增至35％时，发现有少量(约1.4％)δ马氏体，其间硬度变化与δ马氏体量的增加速度不一致，这样较大变形量的试验，也间接证明硬化主要原因不是由于产生了δ马氏体。以前关于发现马氏体的报导，可能是高锰钢在空气炉中高温加热，造成表面碳、锰降低，或是加热不足，局部贫碳，促使形变马氏体出现。根据这个机理，现在已有将高锰钢进行表面控制脱碳，使得在水韧处理后产生马氏体，用以强化高锰钢，提高耐磨性的报导。

4.析出相强化机制：在形变过程中，高锰钢随变形量增加，奥氏体中缺

陷增加，过饱和的碳在位错、空位、层错、孪晶等处聚集形成柯氏气团，阻碍滑移，形变热量继续积累，使偏聚的碳、锰原子重新分布，在缺陷处择优形核、长大，形成弥散分布在基体内及晶界上的ε碳化物。根据奥罗万机制，滑动位错与弥散碳化物颗粒间作用，使强迫位错通过颗粒所需的临界分切应力增大，强化了奥氏体。

人们在碳含量高的高锰钢中(碳为1.49％)，经过50％的压缩变形发现有碳化物析出。对常规成份高锰钢虽未发现碳化物析出，却也发现了晶格常数的减小，相当于奥氏体中碳量降低0.1％。在全国齿板评比对性能较好的高锰钢齿板分析时，发现奥氏体中出现了原始组织中未有的新相，可能就是形变诱发的ε碳化物。

八、高锰钢生产中的一些问题

根据各地厂家的生产情况，把易忽略的问题扼要介绍一下:

1.冶炼：首先炉料要精选烘干，尤其对感应电炉更加重要，锰铁中磷较高，

在选购锰铁时，要选择含磷低的锰铁合金。冶炼时，锰铁宜后加入炉内，以减少烧损量，后加入的铁合金要预先经过烘烤，出钢前还可用12×20×300mm浇注后直接水韧处理的试棒，视其冷弯的角度来检验钢水质量。

高锰钢由于碳量高，导热性低及结晶速度较快，容易产生粗大的结晶组织，当传热有方向性时，往往形成柱状晶，在枝晶之间存在显微疏松和夹杂物，影响钢的性能，尤其是标准高锰钢铸态晶粒的大小通过热处理是很难改变的。根据建材部标准规定高锰钢铸件晶粒度不粗于2级，有的工艺文件还规定壁厚不大于20mm的铸件不允许有柱状晶，大于20mm的铸件，断面两边柱状晶厚度之和不超过该断面厚度五分之二者为合格，否则为不合格。因此在生产中要求高温冶炼，低温浇注，主要严格控制出钢温度。另外，浇注温度低还可以减少热裂缺陷、缩孔、粘砂、含气量和节约能源，是影响铸件质量的重要因素。

2.铸造:为了获得细铸态晶粒，减少碳化物析出量，除了控制浇注温度，对

厚大件要放置外冷件（内冷铁一般不宜放），这样同时也提高了高锰钢铸件的致密度，减少缩孔、疏松。高锰钢体收缩大，但只要工艺控制得当，可以不出现缩孔，而以轴线疏松形式存在，由于它韧性好，基本不影响使用，这也是高硬度耐磨材料无法与之相比的。因此高锰钢铸件厚度小于25mm时，一般不用冒口，在大于50mm时，必须设置冒口。高锰钢难切割，浇注系统往往分散引入，冒口采用保温、细颈、易割三种冒口。在工艺上采用补浇，放发热剂的办法增强补缩效果。高锰钢钢水中的MnO呈碱性，和型砂中的的二氧化硅易产生化学粘砂，因此最好用镁砂高铝粉和铬铁矿粉做涂料，提高铸件表面质量。

3.热处理：加热温度在保证碳化物充分溶解的情况下，尽量选低些。入水

温度不得低于950℃。零件与水量之比应达1∶8，水温低于30℃。人们往往认为高锰钢淬透性很高，我们发现厚度大于80mm的高锰钢件水韧后，心部冷速慢，析出了针状碳化物，使性能下降。为了减少高温下碳化物固溶的困难，降低能耗及缩短生产周期，对100mm以下厚度的简单铸件，可采用200℃入炉，以70～80℃/h速度升温，不进行650℃保温的水韧工艺。

4.清理：对铸态不能敲掉的浇、冒口，可以水韧后进行浇水切割。

九、高锰钢生产工艺的发展

1.精炼:为了提高钢水质量，炉外精炼工艺被愈来愈广泛应用，从20世纪80年代起，在高锰钢生产上也得到使用，精炼后，夹杂物减少，分布改善，使强度提高，可由657MPa提高到834Mpa，耐磨性也能提高30％。

2.悬浮浇注:浇注温度对高锰钢性能的影响很大，生产厂家往往炉子容量

大，浇注时间长，控温较难，虽然采取各样的措施，仍不能避免晶粒粗大的弊病。人们研究在浇注时，随钢水连续加入2％～3％（尺寸为0.15～0.3m）铁粉或锰铁粉与铁粉的混合物，它起内冷铁作用和增加结晶核心，改善高锰钢性能还使耐磨性提高30％～50％，但要注意加入后使钢水流动性降低。

3.表面合金化:为了既提高耐磨性又节约合金元素，采用表面加入合金的

方法可以达到目的，具体措施是在铸型表面刷含合金涂料，撒锰铁粉或是贴上合金铸铁片，钢水浇入后熔化与熔接这些材料，提高了铸件表面性能，现在还有用含铬焊条在高锰钢上进行堆焊，以提高耐磨性，哈焊所高铬粉块堆焊效果也很好。

4.爆炸硬化:用滚压、喷丸等方式予强化高锰钢效果不理想。利用爆炸极

短时间内产生3×107KPa高压使高锰钢表面形成40~50mm硬化层，硬化层硬度达到HB300~500，表层屈服强度可提高2倍，耐磨性提高50％，此种方法对标准高锰钢最为有效。

5.铸态水韧处理:高锰钢凝固后，在960℃以上利用余热进行水韧处理，

可减少表层脱碳，缩短生产周期和节约能源，对壁厚的中小铸件，能采用此法，唐山水泥机械厂曾用金属型铸造高锰钢衬板时利用了此法，但必须仔细控制入水温度。

6.沉淀强化:标准高锰钢水韧处理后，不宜再加热，而加入合金元素后，

就可以用沉淀强化热处理的方法，使高锰钢基体强化，并在基体上分布弥散的粒状碳化物，使耐磨性提高。

九、材料新技术开发：

1. 纳米合金化：此技术当下以乌克兰科学院铸造研究所研发的纳米TiN技

术为最“猛”，其强烈的细化晶粒作用，可极大提高高锰钢性能，应为超级高锰钢的骨干技术。

2. 半固态挤压铸造：此技术可有效克制高锰钢不致密的弱点，又是近终成

型的绿色制造技术，目前我国以北方交通大学为领军单位，用在小锤头提高寿命250%以上。

3. 热等静压技术：将重要高锰钢铸件置于1150°C、200Mpa条件下处理，可显著提高铸件性能及可靠性。此技术原创为美国Bateelle研究所。

4. 原位增强技术：在磨损部位放置Ti、Al、Mg、C粉预置块，利用钢水

引燃形成二次冶金，在磨损部位生成极为坚硬的TiC组织，可谓好钢用在刀刃上。我国吉林大学姜启川先生已倾注近二十年心血。

5.弥散处理技术：使用专有的弥散热处理技术使高锰钢基体上弥散分布硬质点，既提高耐磨性又提高韧性。此技术河南科技大学谢敬佩校长颇为权威。

6.电渣熔铸技术：此技术可有效遏止高锰钢“胎里带”坏毛病：粗大树枝晶

及晶间间隙。非常有效提高高锰钢性能，哈尔滨焊接研究所与哈尔滨水泥厂五十年代即试验成功，可惜当年没有商业推广条件。

7.吹氮技术：此技术为俄罗斯阿斯考里思克冶金机械厂发明，可实现高锰钢

变质与净化双重目的。且成本低廉，是项高性价比技术。

8.碱土和稀土金属球化变质技术：我国八十年代初既有大量研究机构和

人员研究推广，它可改善钢中夹杂物的本质、形态、和分布特点，细化晶粒、净化晶界、提高综合性能。

9．海绵铁技术：此技术为前苏联托洛思考里思克矿山机器厂在生产

KKΓ1500/180破碎机时研制成功，它有效解决了“老天爷”都犯难的高锰钢降磷技术。

10. 预硬化技术：此技术采用在铸件表面粘贴炸药引爆实现预硬化来提高

寿命，原冶金部钢铁研究总院在六、七十年代层曾掀起过一阵研究高潮。生产实践中有许多采用将高锰钢铸件烤红加锤击、也有些许类似效果。

11.合金化技术

这是无法用一段话说得清楚的问题，目前我国与全世界材料工作者将大量的热情与精力投入到这块技术进步的主战场上。目前已经在高锰钢合金化中应用的元素有：Cr、Mo、Ni、Ti、Zr、V、Nb、Al、N、B、Sb、W、Te、Ta、Bi、Cu、Ca及稀土等几十种元素。

B（硼）对高锰钢的作用：高锰钢中0.0015~0.0030%B相当于0.3%Cr、0.1~0.15%Mo

和0.12%V的作用，其极低的含量便有极大的作用，且价格极贱。但掌握不好其副作用也极大，以东北工大为首的一支科研队伍多年来潜心研究B在高锰钢中的作用，并列入国家“863”计划。

其它尚有如消失模铸渗、镶铸、双金属复合铸造、水冷铸造、离心铸造、悬浮铸造等特种铸造工艺如百花齐放，都可有效提升高锰钢性能。

十、工况条件与高锰钢的应用

在长期使用中发现，高锰钢韧性很好，但在某些条件下，其耐磨性不尽人意，影响耐磨性因素有：铸件原始硬度，加工硬化速度，析出第二相硬粒子的沉淀强化，铸件工作面的硬化层深度，前面谈到的各种措施就是提高高锰钢耐磨性采用的一些方法。随着科学研究的发展，人们开始跳出了高锰钢的圈子，着眼于马氏体钢、贝氏体钢、镍硬铸铁、高铬铸钢（铁）、复合材料、铸石、橡胶等各种材料。控制实际工况条件，归纳几点对选材的看法。

1.对弱冲击磨料磨损工况：高锰钢基本不能产生加工硬化，由于冲击

力很小，对材料韧性要求不高，可以选用原始硬度高的材料，如空气运输、水力输送管道可用玄武岩铸石制造。对水泥磨2中二、三仓（细磨仓），研磨介质小，冲击力小，可以选用低铬铸铁、高铬铸铁，甚至白口铁等脆性耐磨材料，寿命较高锰钢提高1～4倍。

2.对低冲击磨料磨损工况:高锰钢虽能产生加工硬化，但硬度很低，

因冲击力低不大，可选用高碳高锰钢、中锰钢、贝氏体钢、低合金马氏体钢及贝氏球铁等材料。例如，对大磨机的衬板（一仓），选中合金马氏体钢ZG42CrMnSi2Mo可使寿命提高2～3倍，而且不产生变形。尤其现在水泥粉磨中研磨介质逐步推广使用高铬铸球，其与高锰钢衬板硬度匹配不好，使衬板变形加速，寿命降低，更加显示出替代高锰钢的必要性。破碎普氏硬度f≤12物料，400×600颚式破碎机齿板如用中合金马氏体钢制造，寿命提高约20％～50％，还可将破碎物料中的铁屑吸出，提高物料纯度，对增加白水泥白度和减小矽砖小氧化铁溶洞有利。另外，12kg以下的小锤头也可用一定韧性的马氏体钢来制造。

3.对中等冲击磨料磨损工况：例如冲击功为4J时，相当于破碎f=12～

14的矿石，齿板可以选用韧性较好的马氏体钢和改性高锰钢，它们的耐磨性比高锰钢提高20%～100％。我们还用高锰钢-高铬铸钢粘结复合齿板破碎花岗岩，寿命较高锰钢提高2.5倍。

4.对强冲击磨料磨损工况：冲击功大于5J，矿石硬度f=16～19时，

用马氏体钢做齿板或衬板，其安全性不够或耐磨性不高，仍需采用高锰钢系材料。例如φ200圆锥破碎机使用铬、钛改性高锰钢，破碎f=17～19矿石，耐磨性较标准高锰钢高50％左右，而在破碎f=12～14矿石时，耐磨性提高幅度达70%～100％，即在强冲击磨损时，两者耐磨性差距缩小。可能在强冲击条件下，它们的加工硬化速率相近，改性高锰钢的原始硬度较高，硬化后表面硬度仍保持较高，达到HV700左右，而标准高锰钢硬化后也达HV600多，但硬度差距较中等冲击时缩小，所以造成耐磨性差别也减小。对一些受强冲击的大尺寸锤头可采用超高锰钢来保证其正常工作。矿山破碎用的湿法磨衬板，当矿石硬度f≤14时，低合

金马氏体钢的使用寿命较标准高锰钢约高50％，对硬度f＞14矿石，我国仍用标准高锰钢制造，因改性高锰钢原料成本高，生产工艺复杂，要求严格，影响了它的生产、使用。而国外在矿山湿式磨机时，对衬板选材首先考虑马氏体钢，其次大量采用橡胶衬板。其寿命可较标准高锰钢提高1～5倍，还降低了电耗、球耗、减少磨机噪单，减轻维修时的劳动强度等。我国橡胶制品行业正在开发这种产品。

总之，耐磨材料的选用主要根据实际工况条件，对照上面的原则，并通过试验来选择。

参考文献:

[1]许德珠:机械工程材料[M].高等教育出版社，2001年6月第2版

[2]宋维锡:金属学[M].冶金工业出版社,1989年5月第2版

[3]百度文库

[4]百度百科

自我评价：由于水平有限，本文大部分来自参考文献，没有自己的见解。由于忙于准备考研，除了上课认真听了外，课下几乎没有认真学过本课。望老师能够体谅。