耐磨钢的发展及技术进步
耐磨钢的发展及技术进步
全稳定运行,在一定程度上反映了公司的业务能否正常开展,其重要性是不可忽视的。
目前,杭钢的建设日趋信息化,机房管理是公司信息化管理工作中非常重要的一环。
3 结语机房的规划与管理既关系到公司相关业务工作的开展,也反应了一个企业的信息化建设的水平,是不可忽视的大问题。
随着技术的不断推陈出新,机房设备将在自动化、智能化和远程遥控等方面有新的发展,使计算机机房规划、建设和管理更加安全、可靠、简单和实用。
收稿日期:2007202213审稿:杨少尉编辑:胡泽方 2007年5月 第二期浙江冶金耐磨钢的发展及技术进步王彦凤1 邱常明2 张贵杰2(1.河北理工大学机械工程学院 唐山 063009;2.河北理工大学冶金与能源学院 唐山 063009)摘 要:耐磨钢作为耐磨材料被广泛地应用于工业生产的各个领域,本文概述了国内外耐磨钢领域研究开发的现状,并介绍了目前在耐磨钢研发方面取得的一系列技术进步。
关键词:耐磨钢;锰钢;低合金耐磨钢;技术进步0 前言在科学技术和现代工业高速发展的今天,机械设备的运转速度越来越高,许多工件和设备由于磨损而迅速失效,造成的材料浪费和经济损失相当惊人。
据不完全统计,我国仅在冶金、矿山、电力、煤炭和农机部门,由于工件磨损而造成的经济损失每年约400亿元[1]。
因此,耐磨材料的发展已成为影响现代生产效率的重要因素。
耐磨钢是广泛用于各种磨损工况的一类耐磨材料,自1882年Hadfield(英国)发明了耐磨高锰钢开始,100多年来,新的耐磨钢钢种层出不穷,其冶炼、铸造、热处理和机加工工艺不断改进,耐磨钢的综合力学性能、耐磨性能和使用寿命都在逐步提高,其应用领域日渐扩大,广泛地应用于冶金、矿山、建材、电力、铁路和军事等各个部门中,如挖掘机斗齿、球磨机衬板、破碎机颚板、破碎壁、轧臼壁、拖拉机履带板、风扇磨冲击板和铁路道岔等等。
1 国内外耐磨钢的研发进展国外耐磨材料的生产和应用经过了30多年研究与发展的高峰期,现已趋于稳定,并有自己的系列产品和国家标准、企业标准。
耐磨钢研究背景介绍
耐磨钢研究背景介绍耐磨钢是一种具有耐磨性能的特殊钢材，广泛应用于机械工程、矿山、建筑材料等领域，主要用于制造耐磨零件和设备，能够有效延长使用寿命，提高工作效率。
在不同行业中，对于耐磨钢的需求越来越高，因此对其研究也变得特别重要。
耐磨钢的研究背景可以从以下几个方面来介绍。
首先，耐磨钢是在特殊环境中工作的关键材料。
在工程机械、矿山设备等重型机械中，耐磨钢零件要面对极其恶劣的环境因素，如高温、高压、高速、重负荷等，这些条件会严重影响材料的耐磨性能。
因此，对耐磨钢的研究就是为了提高其在恶劣环境下的使用寿命和抗磨性能，从而确保设备的正常运行。
其次，随着科技的不断进步，人们对耐磨性能的要求越来越高。
在工程机械领域，高速、高效的需求是推动技术进步的关键。
因此，研究者需要针对不同工况对耐磨钢进行特性分析和性能优化。
通过准确测定材料的硬度、抗拉强度、冲击韧性等物理力学性能指标，研究者可以更好地理解耐磨钢在不同条件下的工作特性，从而进一步优化材料的配方和工艺制造。
另外，环保要求的提高也是研究耐磨钢的重要背景之一、传统的耐磨材料在使用过程中会产生大量的磨损颗粒和废弃物，对环境造成了严重的污染。
因此，研究者致力于开发新型的环保耐磨材料，通过改进材料的结构和性能，减少磨损产物的产生，从而降低环境影响。
此外，耐磨钢在新兴领域的应用也成为研究动力。
随着新材料和新工艺的不断涌现，对耐磨性能的需求也在日益增加。
例如，在航空航天领域，要求制造轻质、高强度、高耐磨性的部件，以提高飞行器的性能，减少油耗和降低维修成本。
因此，研究耐磨钢材料在这些领域的应用潜力，对推动相关技术的发展具有重要意义。
总之，耐磨钢的研究背景包括特殊工况下的耐磨需求、科技进步对耐磨性能的要求提高、环保需求以及新兴领域的应用需求等方面。
通过深入研究耐磨钢材料的特性和优化制造工艺，可以为各行各业提供更高质量的耐磨零件和设备，提高工作效率，降低生产成本，推动相关领域的发展。
耐磨钢铁材质发展概况
了减少 磨料 磨损 所 造成 的经 济损 失 ， 研 究磨损 和不断 发展 抗磨材料 是一 项
永远 热 点的 课题 。 文对 应 用较 广 的 本
等合 金元 素 的铸 铁材 料 ， 管可 获得 尽 突 出 的 单一 抗 磨 能 力 ， 高 成本 、 但 高 脆性 和 易腐蚀 等 缺点 同样 明 显 ， 用 使
在 我 国冶 金、 山、 材 、 矿 建 电力 等经 济
一
、
耐磨钢铁材质 的发展
金 属抗 磨 材料 从普 通 白 口铸 铁 、
高 ， 应 用 领 域 日渐 扩 大 。 为 抗 磨 其 作 用途 的钢 通 常 都 需 要 高 的硬 度 和 适 当 的韧 性 ， 以更 加 有 效地 抵 抗 磨 损 ，
耐磨 钢铁 主要 品种进 行 了详 细探讨 ，
比较 了各 自的设计 原则 、 成分特 点 、 工 艺处理 、 组织结 构 、 应用场合 以及优 缺
点 ； 指 出， 的耐磨 钢 铁 材 料 应该 并 好
具备 平衡 的综合性 能 ， 高硬度 、 当 如 适
此发 展 空间 较为 有 限。 而耐磨 铸 钢 是
量 在 中碳 范 围 内， 入 ４ ～６ 的 加 ％ ％ 铬、． ０４％ ～０ ８ 的 铝 及 钒 （ 、 ．％ Ｖ）
＝ ．耐磨钢 铁材质主要品种
１高铬铸铁及 中铬铸 铁 ．
２世 纪 ６ 年 代 ， ０ ０ 国外 开始 使用 具
钛 （ ） 铼 （ ） 多 元 微 量 元 素 Ｔｉ、 Ｒｅ 等
合 金 化 ， 过 风 冷 淬 火 加 回 火 热 处 经 理 ， 相 组 织 为 回 火 马 氏 体 加 弥 散 金 碳 化 物 ， 度 为ＨＲＣ ８～ ５ ， 击 硬 ４ ６冲
耐磨材料研究热点和发展趋势
耐磨材料的研究热点和发展趋势主要体现在以下几个方面：
1.高性能耐磨材料的研究与开发：为了提高耐磨材料的性能，研究者们致力于开发具有更高硬度、更好耐磨性、更长使用寿命的高性能耐磨材料。
例如，金属基复合材料、陶瓷基复合材料等新型复合材料的研究与应用逐渐成为热点。
2.耐磨机理的深入研究：为了更好地设计和优化耐磨材料，研究者们对耐磨机理进行了深入研究。
通过揭示材料在磨损过程中的微观结构和性能变
化规律，为耐磨材料的设计和开发提供理论指导。
3.耐磨材料表面改性技术的研究与应用：表面改性技术是提高耐磨材料性能的有效途径之一。
目前，研究者们正在研究各种先进的表面改性技术，
如激光熔覆、等离子喷涂、化学气相沉积等，以改善耐磨材料的表面性能，提高其耐磨性。
4.环保型耐磨材料的研发：随着环保意识的日益增强，研发环保型耐磨材料已成为当前的发展趋势。
研究者们致力于开发低污染、低能耗、可回收
再利用的耐磨材料，以实现耐磨材料的绿色制造和可持续发展。
5.智能化耐磨材料的研究与应用：随着人工智能、大数据等技术的快速发展，智能化耐磨材料的研究与应用逐渐成为热点。
通过将传感器、执行器
等智能元件集成到耐磨材料中，实现对其性能和使用状态的实时监测与调控，提高耐磨材料的使用效率和寿命。
总之，耐磨材料的研究热点和发展趋势主要体现在高性能耐磨材料的研发、耐磨机理的深入研究、表面改性技术的研究与应用、环保型耐磨材料的研发以及智能化耐磨材料的研究与应用等方面。
未来，随着科技的不断进步和应用需求的不断提高，耐磨材料领域将迎来更多的发展机遇和挑战。
耐磨钢标准
耐磨钢标准耐磨钢：标准、性能与应用的深度解析一、引言耐磨钢是一种具有优良耐磨性能的钢材，广泛应用于工程领域。
其独特的合金成分和加工工艺使其具有高硬度和良好的韧性，从而在磨损环境下表现出优异的耐磨性能。
本文将深入探讨耐磨钢的标准、性能及在实践中的应用，以期为相关行业提供有益的参考。
二、耐磨钢的定义与背景耐磨钢主要指具有高硬度和优良耐磨性能的钢材，其耐磨性能源于特定的合金成分和先进的生产工艺。
高硬度赋予了耐磨钢抗磨损的能力，而良好的韧性则有助于吸收冲击，提高钢材的抗破裂能力。
这些特性使耐磨钢在各种磨损环境中表现出色，如矿山、建筑、机械等工程领域。
三、耐磨性能要求与影响因素1. 硬度：硬度是耐磨钢最重要的性能指标之一。
通过控制合金成分和热处理工艺，可以获得理想的硬度值，从而提高耐磨性。
2. 韧性：尽管耐磨钢需要具备较高的硬度，但过高的硬度可能导致脆性增加。
因此，韧性也是耐磨钢的重要性能指标。
通过优化合金成分和生产工艺，可以在保证硬度的同时，保持良好的韧性。
四、原材料与生产工艺1. 合金成分：耐磨钢的合金成分对其性能具有重要影响。
通常，耐磨钢含有一定量的碳和其他合金元素，如锰、硅、磷等。
这些元素在提高钢材硬度和韧性的同时，还能增强其抗腐蚀性能。
2. 生产工艺：热处理和冷加工是生产耐磨钢的关键工艺。
热处理主要包括淬火和回火，可以调整钢材的硬度、韧性和抗疲劳性能。
冷加工则通过塑性变形提高钢材的强度和硬度。
五、标准分类与制定1. 类型与规格：根据用途和耐磨需求，耐磨钢产品有多种类型和规格。
例如，根据硬度等级，耐磨钢可分为高、中、低硬度等级；根据用途，可分为矿山用耐磨钢、建筑用耐磨钢等。
2. 标准设定与执行：国内外针对耐磨钢均制定了相应的标准。
这些标准对耐磨钢的化学成分、力学性能、生产工艺等各方面都做出了详细规定。
企业在生产过程中应遵循相关标准，以确保产品质量。
六、检测方法与设备1. 硬度测试：硬度是衡量耐磨钢性能的重要指标。
耐磨钢研究背景介绍
耐磨钢是一种高强度、高韧性、高耐磨性的钢材，它在工业生产中有着广泛的应用。
这种特殊的钢材因其出色的耐磨性能而受到重视。
在深入研究耐磨钢的背景时，我们可以发现高锰钢、高铬铸铁和高钒高速钢是典型的耐磨材料。
其中，高锰钢是一种历史久远且经久不衰的耐磨钢种。
它是由英国人哈德菲尔德于1883
年首先取得专利的，至今已有超过100年的历史。
近几十年来，高强度耐磨钢的开发与应用发展很快。
这类钢是在低合金高强度可焊接钢的基础上发展起来的，耐磨性能好，使用寿命可达传统结构钢板的数倍；生产工艺一般采用轧后淬火，或通过控轧和回火，综合经济性合理。
这类耐磨钢板适用于多种工况条件，因而很受用户欢迎，日本、德国、瑞典等国的一些钢铁公司都生产这类耐磨钢。
高锰钢的特点是碳和锰的含量都相对较高。
当这种钢材在面对大的冲击力和磨料磨损条件下使用时，它具有出色的加工硬化能力，这使得它在磨损过程中能够持续保持其性能。
与此同时，以高铬铸铁和高钒高速钢为代表的耐磨合金主要是依赖于其高强度和韧性的基体来抵抗磨损。
随着国家制造业的快速发展，对高级耐磨钢的需求逐渐上升。
但是当前国内能够生产此类高质量耐磨钢的企业数量仍然有限，大部分高质量的耐磨钢材料仍然依赖进口。
这也意味着在未来，耐磨钢的研究与开发仍有巨大的潜力和市场前景。
2023年耐磨钢行业市场发展现状
2023年耐磨钢行业市场发展现状随着工业化进程的加速，工业生产中的各类机械设备得到了广泛应用，特别是在重工业、采矿、建筑、冶金和轨道交通等领域，对于机械设备的耐磨性的要求越来越高。
为了保证机械设备的稳定工作，提高产品的质量和效率，很多企业开始采用高耐磨性材料制造机械零部件，这也促使了耐磨钢市场的不断扩大。
目前，耐磨钢市场的发展现状呈现出以下几个特点：一、市场规模不断扩大。
目前，国内耐磨钢市场规模在不断扩大，特别是在重工业、采矿、建筑、冶金和轨道交通等领域，耐磨钢的需求量越来越大。
据统计，中国耐磨钢市场的年销量已经超过100万吨。
二、产品结构逐步优化。
随着市场需求的不断变化和技术的不断创新，耐磨钢行业的产品结构也在不断优化。
目前，市场上出现了很多新型的耐磨钢产品，如高硬度耐磨钢、高韧性耐磨钢、高耐蚀耐磨钢、多元合金耐磨钢等，这些新型产品的问世，为耐磨钢行业的发展提供了更广阔的市场空间。
三、技术创新成为市场发展的主要动力。
在市场竞争日益激烈的情况下，耐磨钢行业企业必须加强技术创新，提高产品的质量和性能。
目前，一些国内的耐磨钢企业已经开始采用先进的技术和装备，不断研究耐磨钢的新型材料和新工艺，这也促使了耐磨钢市场的不断发展。
四、产品质量和品牌效应越来越重要。
随着国内外知名耐磨钢企业进入中国市场，市场竞争越来越激烈。
在这种情况下，耐磨钢企业必须加强品牌建设，注重产品的质量和品牌效应。
只有在市场竞争中不断提升自身的品牌知名度和产品声誉，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
综上所述，耐磨钢行业市场发展现状呈现出规模不断扩大、产品结构逐步优化、技术创新成为市场发展的主要动力和产品质量和品牌效应越来越重要的趋势。
随着我国经济和工业的不断发展，耐磨钢市场的前景也越来越广阔。
耐磨钢国标
耐磨钢国标【实用版】目录1.耐磨钢的概述2.耐磨钢的国家标准3.耐磨钢的性能和应用4.耐磨钢的未来发展趋势正文一、耐磨钢的概述耐磨钢，顾名思义，是一种具有较高耐磨性能的钢材。
在工业生产中，很多设备和部件都需要承受长时间的磨损，因此，耐磨钢的应用十分广泛。
耐磨钢可以根据不同的使用环境和要求，调整其化学成分和组织结构，以满足各种耐磨性能的需求。
二、耐磨钢的国家标准在我国，耐磨钢的国家标准主要由两个部分组成：一是耐磨钢的牌号和化学成分标准；二是耐磨钢的力学性能和耐磨性能测试方法标准。
这些标准规定了耐磨钢的牌号、化学成分、力学性能、耐磨性能等方面的技术要求，为耐磨钢的生产和使用提供了重要的依据。
三、耐磨钢的性能和应用耐磨钢的性能主要表现在以下几个方面：1.耐磨性能：耐磨钢的耐磨性能是其最基本的性能要求，也是其价值的体现。
耐磨钢的耐磨性能主要取决于其硬度、韧性和组织结构。
2.强度和韧性：耐磨钢需要同时具有良好的强度和韧性，以保证在使用过程中能够承受各种应力和磨损。
3.耐腐蚀性能：在很多工业生产环境中，设备和部件需要抵抗腐蚀，耐磨钢也需要具有一定的耐腐蚀性能。
耐磨钢的应用领域非常广泛，包括矿山、冶金、建材、电力、化工等行业。
例如，在矿山行业，耐磨钢主要用于制作球磨机、磨煤机、破碎机等设备；在建筑行业，耐磨钢主要用于制作混凝土搅拌机、搅拌车等设备。
四、耐磨钢的未来发展趋势随着科技的发展和环保要求的提高，耐磨钢的未来发展趋势主要表现在以下几个方面：1.高性能化：通过优化耐磨钢的化学成分和组织结构，提高其耐磨性能、强度和韧性。
2.环保化：发展绿色制造技术，降低耐磨钢的生产过程中的能耗和污染。
3.多样化：根据不同的使用环境和要求，开发出更多种类的耐磨钢，满足各种应用需求。
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全稳定运行,在一定程度上反映了公司的业务能否正常开展,其重要性是不可忽视的。
目前,杭钢的建设日趋信息化,机房管理是公司信息化管理工作中非常重要的一环。
3 结语机房的规划与管理既关系到公司相关业务工作的开展,也反应了一个企业的信息化建设的水平,是不可忽视的大问题。
随着技术的不断推陈出新,机房设备将在自动化、智能化和远程遥控等方面有新的发展,使计算机机房规划、建设和管理更加安全、可靠、简单和实用。
收稿日期:2007202213审稿:杨少尉编辑:胡泽方 2007年5月 第二期浙江冶金耐磨钢的发展及技术进步王彦凤1 邱常明2 张贵杰2(1.河北理工大学机械工程学院 唐山 063009;2.河北理工大学冶金与能源学院 唐山 063009)摘 要:耐磨钢作为耐磨材料被广泛地应用于工业生产的各个领域,本文概述了国内外耐磨钢领域研究开发的现状,并介绍了目前在耐磨钢研发方面取得的一系列技术进步。
关键词:耐磨钢;锰钢;低合金耐磨钢;技术进步0 前言在科学技术和现代工业高速发展的今天,机械设备的运转速度越来越高,许多工件和设备由于磨损而迅速失效,造成的材料浪费和经济损失相当惊人。
据不完全统计,我国仅在冶金、矿山、电力、煤炭和农机部门,由于工件磨损而造成的经济损失每年约400亿元[1]。
因此,耐磨材料的发展已成为影响现代生产效率的重要因素。
耐磨钢是广泛用于各种磨损工况的一类耐磨材料,自1882年Hadfield(英国)发明了耐磨高锰钢开始,100多年来,新的耐磨钢钢种层出不穷,其冶炼、铸造、热处理和机加工工艺不断改进,耐磨钢的综合力学性能、耐磨性能和使用寿命都在逐步提高,其应用领域日渐扩大,广泛地应用于冶金、矿山、建材、电力、铁路和军事等各个部门中,如挖掘机斗齿、球磨机衬板、破碎机颚板、破碎壁、轧臼壁、拖拉机履带板、风扇磨冲击板和铁路道岔等等。
1 国内外耐磨钢的研发进展国外耐磨材料的生产和应用经过了30多年研究与发展的高峰期,现已趋于稳定,并有自己的系列产品和国家标准、企业标准。
在耐磨钢方面,除了传统的奥氏体锰钢及改性高锰钢、中锰钢以外,从其碳含量的不同可分为中碳、中高碳、高碳合金耐磨钢;从合金元素含量的不同又可分为低合金、中合金及高合金耐磨钢;从组织的不同可分为奥氏体、贝氏体、马氏体耐磨钢[2]。
近年来,针对设备磨损的具体工况和资源情况,我国研制出多种新型耐磨钢材料。
主要有改性高锰钢、中锰钢、超高锰钢系列,高、中和低碳耐磨合金钢系列。
在耐磨钢生产工艺设备方面,先后从国外引进数条机械化自动化生产线,并发展了结合国情的新型工艺设备。
同时,采用炉外精炼与连铸等熔炼工艺新技术,使产品的内在质量、外观质量和性能都得到明显提高,金属消耗大幅度降低,一些厂家产品已达到或超过国际水平,并出口到东南亚、日本、南非、美国、澳大利亚等地[3],取得了良好31经济和社会效益。
2 耐磨钢领域的技术进步2.1 锰钢2.1.1 高锰钢高锰钢作为历史最悠久的一种耐磨材料,其成分(质量分数)范围为:w(C)=0.9%～1.4%,w (Mn)=l0%～15%,w(Si)=0.3%～0.8%,w(S)≤0.05%,w(P)≤0.10%。
高锰钢使用状态的组织为奥氏体,它具有良好的韧性和加工硬化能力。
即在强烈的冲击载荷或挤压载荷下,受力表面被加工硬化,硬度可从原始的200HB左右提高到500HB以上,而心部仍保持着良好的韧性。
高锰钢的这种建筑在加工硬化基础上的优异的耐磨性能使它的使用受到限制,因此,要扩大高锰钢的应用范围,必须对其进行改进性研究,进一步提高其耐磨性[4～6]。
目前,在高锰钢研究方面取得了一系列新进展,主要有:采用合金化的方法,添加Cr、Mo引起固溶强化,加入钛形成碳化钛,可引起弥散强化,并能细化结晶组织,最终达到强化基体,提高其耐磨性和屈服强度的目的。
实验表明,用这些方法加工出的用于冶金矿山的衬板,其使用寿命比高锰钢提高50%～70%。
工艺方面,采用铸后利用余热淬化的手段来替代传统上使用加热再进行水韧处理的方法,不但能简化工艺,节约能源,缩短生产周期,而且经济效益显著[7～10]。
在轧制工艺方面,徐文亮等[11]提出了用深度轧制的方法对高锰钢进行预变形表面硬化处理,结果发现,随形变量的增加,组织内位错及孪晶密度也随之增大,晶粒大大细化。
这是因为深度冷轧的高锰钢表面形成的高密度位错及孪晶组织,改善了铸造高锰钢产生的各项异性、气孔等缺陷,能有效阻止磨粒造成的磨损表面的脆性剥落,同时,高锰钢良好的心部韧性也将减少其磨损过程中的疲劳剥落。
该轧制方法对提高高锰钢使用效率及应用范围具有积极的现实意义。
2.1.2 变质中锰耐磨钢在磨损冲击功较小的情况下,中锰钢的耐磨性优于高锰钢的耐磨性。
但在实际应用中,中锰钢在铸造和热处理的过程中易产生热裂,使铸件的成品率很低,且安全可靠性差。
近十几年来,在中锰耐磨钢研究方面,人们采用变质处理的方法,即向中锰钢中加入作为复合变质剂的Cr、Nb、Mg和稀土等元素,来改善显微组织与碳化物的形态和分布,取得了良好的效果。
这主要是因为复合变质剂的加入能显著地提高材料的力学性能和位错密度,如稀土可净化钢液,使钢中夹杂物数量减少;而Cr、Mg等能促进碳化物球化,增强稀土吸附及稀土夹杂物与碳化物的非均质晶核的作用,同时也能阻止夹杂物、碳化物进一步长大,使其组织明显细化,成分偏析减小,从而使变质中锰钢韧性得到明显改善,耐磨性能显著提高。
在对中锰钢变质处理的基础上,朱瑞富等研究发现[12～14],采用铸态水韧热处理工艺技术,即利用金属的铸造余热对奥氏体锰钢进行水韧处理,既有利于节约能源,缩短生产周期,降低生产成本,又可实现水爆清砂,改善劳动条件,减少环境污染。
现国内已有多家企业采用该项研究成果,并取得了较大的经济和社会效益。
2.1.3 超高锰钢近年来,人们已开始着手对具有稳定奥氏体组织的超高锰钢进行研究,主要是想在普通高锰钢标准成分的基础上通过提高碳、锰含量来达到改善锰钢组织,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[15]。
这样,锰原子可通过对碳原子运动的拖曳提高碳的固溶度,而且利用锰不易和碳原子生成碳化物,来降低碳原子的扩散能力,抑制碳化物的析出。
因此,同时提高碳、锰含量,不但可以提高锰钢的加工硬化能力,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。
当前,变质处理技术在开发新的超高锰钢钢种的试验中,已经取得了很大进展。
科研人员在对超高锰钢变质处理前后的组织进行研究发现[16-18],在未变质处理的组织中,晶粒较粗大,晶界共晶碳化物的网状特征非常明显;在变质处理的组织中,晶粒明显细化,晶界碳化物的网状特征得到明显改善。
这些成果的研发为改善超高锰钢组织并提高其耐磨性提供了新的途径。
2.2 低合金耐磨钢41浙江冶金2007年5月 第二期针对高锰钢应用场合的局限性,结合工况条件及我国资源状况,科研人员研制出了多种耐磨合金钢。
这些耐磨合金钢具有优良的强韧性、耐磨性和耐蚀性,且成本不高,适于制造各类耐磨铸件。
根据耐磨合金钢中合金含量的不同可分为低合金耐磨钢、中合金耐磨钢和高合金耐磨钢。
低合金耐磨钢由于具有较高硬度和足够韧性等综合性能,作为耐磨材料已引起人们的广泛重视。
研究人员通过调整成分与热处理工艺,能在较大范围内控制低合金耐磨钢硬度和韧性的合理匹配,使其满足不同磨损工况的需要。
仝健民教授[7]对国内常用低合金耐磨铸钢的成分和性能进行了汇总,具体数据如表1。
国外从上个世纪30年代开始着手研制低合金耐磨钢,并很快得到应用[19]。
例如美国研制的Cr -Mo -Ni -Mn -Si 等低合金钢,就是在铸造过程中,向低合金钢中加入合金元素并采用新的热处理工艺技术使其综合性能在较宽的范围内得到调整,淬透截面深度达125mm 以上,热处理后硬度可达50HRC 以上,冲击值a k 可达20J /cm 2以上。
表1 国内常用低合金耐磨铸钢的成分和性能[7]钢号成分(%)性能C/%Mn/%Cr/%Si/%Mo/%其它硬度/(HRC )韧性/(K J ·cm -2)ZG 30Cr2MnS iM oTi 0.28～0.35 1.2～1.7 1.8～2.2 1.2～1.60.2～0.40.06～0.12Ti微量RE50>200ZG 42Cr2MnS i2M oRE 0.38～0.480.8～1.1 1.8～2.2 1.5～1.8适量微量RE57240～680ZG 40CrMnS i2M o 0.38～0.45 1.5～1.80.9～1.4 1.9～2.50.2～0.355>200ZG 30CrMnS iM oRE 0.35～0.450.8～2.50.8～1.50.8～1.20.3～0.50.03～0.08RE 55590～780ZG 85CrMnS iM oCu 0.7～1.0 1.0～1.3 5.0～7.00.8～1.2<0.5<1.0Cu >52>150ZG 100Cr5MnS iM oRE0.8～1.21.0～1.34.5～5.50.8～1.20.30.3RE48～55150～250 目前,我国在低合金马氏体耐磨钢研究方面有很大进展。
低合金马氏体钢是采用Cr 、Ni 和Mo 等元素合金化,然后通过淬火与低温回火热处理,获得回火马氏体组织。
许振明等在研究中发现[5],低合金马氏体钢中具有高硬度的高位错板条状马氏体,能够较好地抵抗磨损时裂纹的扩展,同奥氏体高锰钢相比,在中等冲击磨损条件下,该钢种具有明显的优越性,综合机械性能也较好,但缺憾之处在于,它主要靠马氏体基体硬度来抗磨,在高应力磨料磨损条件下,耐磨性提高不多,同时,其对化学成分控制和热处理工艺要求也较高。
在近年来发展较快的高Co -Ni 二次硬化马氏体[19～20],综合了低合金高强度钢和马氏体时效钢的特点,即韧性良好的Fe -Ni -Co 马氏体和碳化物强化,获得良好的强韧性配合。
典型的钢种有HP9-4-X 、AerMet100、G 99、0.2C -AF1410等,通过提高碳、钴的含量,使材料的强度、韧性和耐磨性同时提高。
通过在马氏体基体上引入第二相强化,来提高材料的综合性能是目前低合金马氏体耐磨钢的一个热点。
但现在对于第二相的种类、形态、分布和大小的控制还不理想,有待进一步研究。
2.3 其它蔡擎等将微合金化技术[22]与控铸控冷新技术相结合,在中高碳钢成分基础上加入少量或微量提高淬透性的金属元素,应用微合金化及控铸控冷工艺也研制出了性能优良的“微合金贝氏体抗磨钢”。