耐磨锰钢组织性能与生产工艺的研究

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1、摘要通过对球磨机衬板用耐磨材料的使用情况、工况条件、性能要求、合金元素及耐磨材料性价的分析，在充分考虑金川集团镍铜矿选矿厂球磨机特殊性能的条件下，设计了不同成分的改性高锰钢衬板。在此基础上，选取了组织和力学性能最佳的的一种改性高锰钢，对钢的化学成分、热处理工艺、耐磨性进行了试验研究，并优化出一套最佳热处理工艺方案，制定了熔炼、铸造、热处理工艺，进行了生产小试和装机运行。试验结果表明，设计的改性高锰钢经稀土变质处理后性能良好，能满足大型镍铜矿用球磨机衬板的性能要求。在热处理过程中升温到600℃保温12h后，1080℃保温2h水淬，钢的力学性能最佳，耐磨性最好，硬度达到HB217

2、，抗拉强度o。=799．1MPa，屈服强度o。=485．4MPa，冲击韧性Ⅱk=230J·cm‘’。组织分析表明，此时形成了奥氏体+弥散颗粒状碳化物的组织是其具有优良的综合机械性能的主要原因，此时耐磨性好，比球磨机衬板本体用普通高锰钢提高15％～35％。磨损形貌分析表明，经稀土变质的改性高锰钢，奥氏体良好的强韧性配合硬质点的颗粒状碳化物弥散分，磨痕细短浅小，挤塑变形区细小均匀，抵抗冲击滑动累积塑性疲劳能力强是其耐磨性能比普通zGMnl3高的原因。生产小试与装机运行结果表明，改性高锰钢衬板的生产工艺较为简单，熔炼、铸造、热处理工艺易于掌握，使用寿命是普通zGMnl3的1．35倍

3、。技术经济分析表明，改性高锰钢衬板的成本略高于普通zGMnl3衬板，但综合考虑磨矿效率和磨损成本及性价比后，具有明显的经济和社会效益。关键词：耐磨锰钢，组织性能，生产工艺AbstractInthispaper，anewaustentichighmanganesesteelthatcontainedsomealloyedelement，suchasCr，Moeta1．，hasbeenstudiedandappliedtoproducethelineroftheballmill．Theresearchpurposeofthissubjectistodeveloplinerofba

4、儿millwithhighstrengthandhardness，aswellasexceIlenttoughnessfbrtheJinchuallGroupLtd．Theinvestigationsarebasedonthespecialconditions，especiallyontheworkingconditions，theneedsofthecapabilityoftheballmillandthewea卜resistanceanalysisofthematerials．Inordertomeetthedemandsofthebestmechanicalproper

5、ties，microstructureandwear—resistance，thechemicalcompositionsaredesigned，theheattreatmentparametersareoptimized，aIldtherelationshipsofheattreannent，microstructureandthepropertiesaredisucssed．Theoptimizationalloyedhighmanganeststeelhasbeenappliedtoproducethelinersandloadedontheballmilltoexam

6、inedthepropertiesofmewear—resistance．TheresultsshowthatthepropertiesandweaT—resistanceoftheaUoysedhighmenganesesteelaresomuchbetterthatcanmeetthedemandsoftheballm订ls．Afterbeenheatedto600℃for12handto1080℃for2h，quenchedinwater，thetensilestrengthof799．1Mpa，theyieldstrengthof485．4Mpa，thehardnes

7、sof217HBSandtheimpacttoughnessof23OJ／cm2canbeenobtained．Theanalysisofmicrostructureshowsthatthemicrostructurecomprisesausteniteandcarbide．A1loyedandmodifiedbyCr，MoandRE，therealcarboncontentinaustenitecanbeincreased，andcangetdipersedpellet．1ikecarbide，For