金属衬板材料的发展及其磨损失效机制概述

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1、万方数据金属衬板材料的发展及其磨损失效机制概述祖方遒1，陈忠华1,2，鲁幼勤2(1．合肥工业大学材料学院金属液，固加工研究所．安徽合肥230009；2．合肥水泥研究院，安徽合肥230051)摘要：综述了国内外金属衬板材料的发展历史与现状；指ff{了当前国内抗磨材料选用及研发等方面的不足之处；介绍了在不同服役条件下选用奥氏体锰钢，合金抗磨铸铁，低、中、高合金抗磨钢i大类型抗磨材料的利弊，以及纯磨粒磨损及腐蚀条件下磨损的失效机制及相关对策。关键词：耐磨材料；衬板；失效机制中图分类号：TG26文献标识码：B文章编号：1003—8345(2010)03—0024一07SummaryofMetal

2、icLiningPlateMaterialsDevelopmentandItsFailureMechanismZUFang-qiC,CHENZhong-hua”．LUYou-qin92(1．MetalLiquid／SolidProcessingResearchInstitute，MaterialsCollege，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China；2．HefeiCementResearchInstitute，Hefei23005l，China)Abstract：Thedevelopmenthistoryandpresentsitua

3、tionofmetallicliningplatematerialsinChinaandabroadWS．8summarized．Thedeficienciesintheaspectsofanti-abrasivematerialsselectionandresearchinChinawerepointedout．Theadvantagesanddisadvantagesofadoptingaustenitemanganesesteel，alloyanti—abrasivecastiron，anti-abrasivesteelswithlow，mediumandhighalloycont

4、entsunderdifferentworkingconditions，thefailuremechanismunderconditionsofpuregrainabrasionandcorrosion．aSwellasthecorrespondingcountermeasureswereintroduced．Keywords：wear-resistantmaterials；liningplate；failuremechanism1国外发展概况国外衬板材料发展历史较长，表l综合列举了同外应用较普遍的11种铁基合金衬板材料的类犁、牌号、应用等情况。这11种类型町归纳为低合金珠光体钢、马氏体

5、钢、奥氏体锰钢、高合金铸铁及复合衬板五大类型。国外也有jJj氏体组织钢衬板的应用。从衬板材料发展过程及研究情况看，国外衬板初始以珠光体低合金钢及高锰钢(1882年起)为主流11-21。1928年国际镍公司发明Ni—HardIjJ，上世纪50年代Climax钒公司研究成功15—3高铬钼白口铸铁Ⅲ，由于这两类白几铸铁材料具有优异的抗磨性，很快在围际范l书l内推广应用于衬板、磨球及其他抗磨件，此后在合金调整、组织、收稿日期：2010一Ol一25修定日期：2010—02—12作者简介：祖方道(1956一)，男，汉族．安徽巢湖人，工学硕士，理学博士，曾以高级访问学者身份留学德国亚琛工业大学从事合作

6、研究；教授．博士生导师，享受国务院政府特殊津贴专家，主要从事金属液，固加工研究所和材料成形原理教学工作。24『现代铸铁2010／3热处理等方面的研究非常之多f3．]3-q51，至今仍然势头不减。但这两类材料囚韧性不高，只用于冲击不大的工况条件；此外高铬白口铸铁湿态下抗腐蚀磨损能力不高(Cr27／28较好，但成本高)，对湿法磨机衬板并非合理的选择。从上世纪60年代起，美、欧、日、苏等开始研究高锰钢的改进，原因是在中、低冲击下高锰钢加工硬化不够。这方面的工作主要集中在加入Cr、Mo、Ni、V、Nb进行合金化；时效热处理析出硬化相提高初始硬度及锰钢的屈服强度；通过变质处理改善组织分布和细化晶粒

7、；调整ll}(Mn)、W(C)量，以提高其初始硬度，改善加工硬化能力，以及增强湿态下抗腐蚀磨损的能力。其中，中锰奥氏体钢(降低W(Mn)、钾(c)量)在冲击能量不高时，比高锰钢加：Jj硬化率更高、更耐磨。调整加(Mn)、W(C)量的另一方向是所谓“超高锰钢”(super—highmanganesesteel)，上世纪90年代起在普通高锰钢成分的基础上通过提高埘(Mn)、彬(C)量发展而来。它既具有高的加T硬化速率，万方数据表i国外铁