《水泥工业用耐磨材料的选择与应用.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水泥工业用耐磨材料的选择与应用.doc（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、水泥工业用耐磨材料的选择与应用作者：合肥水泥研究设计院鲁幼勤在水泥的生产过程中需应用大量的耐磨材料，近几年其应用范围已突破传统的铸造耐磨材料，非铸造类的耐磨材料得到更广泛的应用。就作者的研究、应用和了解的有限认识，作一介绍。一、铸造耐磨材料用于磨机衬板、隔仓板、篦板，破碎机锤头、板锤、反击板、颚板，立磨辊、盘等易损件的耐磨材料仍为铸造类的耐磨材料。第一代耐磨材料-高锰钢。优点：韧性极好，在强冲击条件下产生加工硬化。缺点：易塑性变形，不耐磨。目前，高锰钢、合金高锰钢及超高锰钢仅限用于大型破碎机锤头、板锤、反击板、篦板、颚式破碎机颚板及圆锥破内外锥等易损件。第二代耐磨材料-镍硬铸铁。优点：硬度高，
2、耐磨性好。缺点：脆性较大，应用范围小。目前，仅有部分立磨辊采用镍硬铸铁，其它应用很少。第三代耐磨材料-高铬铸铁和各类合金钢。高铬铸铁优点：硬度高，耐磨性好，韧性比镍硬铸铁大幅度提高。缺点：在高冲击条件下，韧性仍嫌不足。合金钢优点：可通过调整含碳量、加入不同含量的合金元素及相应的热处理工艺，获得宽范围的硬度与韧性相匹配的综合机械性能，应用范围更广。1. 高锰钢系列耐磨材料在大型破碎设备中高冲击力的工况条件下，大多采用标准型高锰钢，同时发展了合金高锰钢、中锰钢（68%Mn）和超高锰钢（16.019.0 %Mn）。1.1 美国材料试验协会奥氏体锰钢铸件标准 ASTM A128/A128M-93表1
3、美国奥氏体锰钢铸件化学成分（%）牌 号CMnCrMoNiSiPA1.05-1.3511.0-1.000.07B0.9-1.3511.5-14.0-1.000.07C1.05-1.3511.5-14.01.5-2.5-1.000.07D0.7-1.311.5-14.0-3.0-4.01.000.07E1.05-1.4511.5-14.0-1.8-2.1-1.000.07F1.05-1.356.0-8.0-0.9-1.2-1.000.071.2 日本高锰钢铸件标准 JIS G5131-1991 表2 日本高锰钢铸件化学成分(%)牌号 C Si Mn P S Cr VSCMnH10.90-1.30
4、-11.00-14.000.1000.050 - -SCMnH20.90-1.20 0.8011.00-14.000.0700.040-SCMnH30.90-1.200.30-0.8011.00-14.000.0500.035- -SCMnH110.90-1.300.8011.00-14.000.0700.0401.50-2.50 -SCMnH210.90-1.350.8011.00-14.000.0700.0402.00-3.000.40-0.701.3 中国标准高锰钢铸件GB/T5680-1998表3中国高锰钢化学成分(%)牌号 CSiMnCrMo S PZGMn13-11.00-1.45
5、0.3-1.011.0-14.0/0.0400.090ZGMn13-20.90-1.350.3-1.011.0-14.0/0.0400.070ZGMn13-30.95-1.350.3-0.811.0-14.0/0.0350.070ZGMn13-40.90-1.300.3-0.811.0-14.01.5-2.5/0.0400.070ZGMn13-50.75-1.300.3-1.011.0-14.0/0.9-1.20.0400.0701.4 超高锰钢为保证厚大铸件的中心部位全为奥氏体，锰含量提高到18%，同时加入Cr、Mo、Ni等元素，提高屈服强度和初始硬度，从而具有足够的韧性及优异的加工硬化能力
6、，主要用于制作90kg以上大锤头。成分性能见表4。表4超高锰钢化学成分及机械性能化学成份（）机械性能金相组织CMnCrMoSi硬度冲击韧性0.9-1.216-192-30.2-0.50.8HB240176J/cm2全奥氏体2. 镍硬铸铁美国、日本等国在1930年前后开始使用镍硬铸铁，目前已发展到镍硬4#，铬含量由2%提高到9%，镍含量由4%提高到6%，金相组织中的碳化物由Fe3C型变为M7C3型，使韧性等力学性能显著提高，铸态厚截面也可获得马氏体组织，硬度在HRC62以上，并具有一定的韧性，其特点是几吨重的大型磨辊，可以不经热处理，铸态使用，用于立式磨的磨盘和磨辊。镍硬铸铁的成分性能见表5。表
7、5 国际镍公司镍硬铸铁牌号、成分和性能牌号化 学 成 分 （%）机 械 性 能CSiMnNiCrMoHRCw(Mpa)b(Mpa)k30Ni-Hard1#3.0-3.60.3-0.50.3-0.73.3-4.81.5-2.60.4砂53/61金54/64500-600560-850230-350350-42028/4135/55Ni-Hard2#2.90.3-0.50.3-0.73.3-5.01.4-2.40.4砂52/59金55/62560-680680-870320-390420-53035/4848/76Ni-Hard3#1.0-1.60.4-0.70.4-0.74.0-4.81.4-1
8、.80.4砂53/61金54/64500-600560-850230-350350-42028/4135/55Ni-Hard4#2.6-3.21.8-2.00.4-0.65.0-6.58.0-9.00.4砂53/63金56/64620-750680-870500-600/35/4248/76注：砂砂型铸造，金金属模铸造。3. 高铬铸铁美国Climax钼公司率先对含铬1030%的合金白口铁进行了研究，发现高铬铸铁有很多优点。第一：在含铬12%时可以形成Cr7C3型碳化物，显微硬度HV13001800，比普通白口铁中Fe3C型碳化物的显微硬度（HV8001100）高很多，因此耐磨性好；第二：碳化物
9、形状变为断网状、菊花状，因此比网状碳化物韧性高；此外，高铬铸铁的基体可以通过不同的热处理工艺来获得从全部奥氏体到全部马氏体的各种基体，扩大其应用范围，满足不同工况条件的需要。3.1 美国高铬铸铁成分性能表6美国高铬铸铁牌号、成分和性能牌号化 学 成 分 （%）硬度 (HRC)CCrMoCuNiSiMn铸态淬火12Cr2.0-3.511-141.51.20.5-1.01.01.0496015-3高碳3.2-3.614-162.5-3.01.20.5-1.00.3-0.80.7-1.051-5662-6715-3中碳2.8-3.214-162.5-3.01.20.5-0.80.6-0.90.6-1
10、.050-5460-6515-3低碳2.4-2.814-162.4-2.81.20.5-0.80.3-0.80.5-0.844-4858-6315-2-12.8-3.514-161.9-2.20.5-1.20.6-0.90.4-0.80.6-0.950-5560-6720-2-12.6-2.918-211.4-2.00.5-1.20.6-0.90.4-0.90.6-0.950-5460-6726Cr2.2-2.824-280.3-1.00.83.01.0563.2 中国抗磨白口铸铁件成分性能1999年我国把低、中、高铬铸铁及镍硬铸铁合并制定了抗磨白口铸铁件标准GB/T8263-1999。表7抗
11、磨白口铸铁件牌号、成分牌号CSiMnCrMoNiCuS PKmTBNi4Cr2-DT2.4-3.00.82.01.5-3.01.03.3-5/0.150.15KmTBNi4Cr2-GT3.0-3.60.82.01.5-3.01.03.3-5/0.150.15KmTBCr9 Ni52.5-3.62.02.07.0-11.01.04.5-7/0.150.15KmTBCr22.1-3.61.22.01.5-3.01.01.01.20.100.15KmTBCr82.1-3.22.22.07.0-11.01.51.01.20.060.10KmTBCr122.0-3.31.52.011.0-14.03.0
12、2.51.20.060.10KmTBCr15Mo2.0-3.31.22.014.0-18.03.02.51.20.060.10KmTBCr20Mo2.0-3.31.22.018.0-23.03.02.51.20.060.10KmTBCr262.0-3.31.22.023.0-30.03.02.52.00.060.10注：DT、GT分别表示低碳、高碳。Cr15Mo和Cr20Mo硬度58，其余硬度56。建材行业1998年制定了标准高铬铸铁衬板技术条件JC/T6911998，见表8。表8高铬铸铁衬板牌号、成分牌号CSiMnCrMoNiCuS PCBCr152.0-3.01.00.5-2.012.0-18.00.5-2.51.00-1.20.060.10CBCr202.0-3.01.00.5-2.018.0-23.00.5-2.51.50.8-1.20.060.10注：CBCr15硬度52，冲击韧性5J/cm2；CBCr20硬度48，冲击韧性7J/cm2。
