水泥工业用耐磨材料的选择与应用.doc

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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、

2、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，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

3、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（6~8%Mn）和超高锰钢（16.0~19.0%Mn）。1.1美国材料试验协会奥氏体锰钢铸件标准ASTMA128/A128M-93表1美国奥氏体锰钢铸件化学成分（%）牌号CMnCrMoNiSiPA1.05-1.35>11.0---<1.00<0.07B0.9-1.3511.5-14.0---<1.00<0.07C1.05-1.3511.5-14.01.5-2.5--<1.00<0.07D0.7-1.311.5-14.0--3.0-4.0<1.00<

4、0.07E1.05-1.4511.5-14.0-1.8-2.1-<1.00<0.07F1.05-1.356.0-8.0-0.9-1.2-<1.00<0.071.2日本高锰钢铸件标准JISG5131-1991表2日本高锰钢铸件化学成分(%)牌　号CSiMnPSCrVSCMnH10.90-1.30--11.00-14.00<0.100<0.050--SCMnH20.90-1.20<0.8011.00-14.00<0.070<0.040--SCMnH30.90-1.200.30-0.8011.00-14.00<0.05

5、0<0.035--SCMnH110.90-1.30<0.8011.00-14.00<0.070<0.0401.50-2.50-SCMnH210.90-1.35<0.8011.00-14.00<0.070<0.0402.00-3.000.40-0.701.3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CSiMnCrMoSPZGMn13-11.00-1.450.3-1.011.0-14.0//≤0.040≤0.090ZGMn13-20.90-1.350.3-1.011.0-14

6、.0//≤0.040≤0.070ZGMn13-30.95-1.350.3-0.811.0-14.0//≤0.035≤0.070ZGMn13-40.90-1.300.3-0.811.0-14.01.5-2.5/≤0.040≤0.070ZGMn13-50.75-1.300.3-1.011.0-14.0/0.9-1.2≤0.040≤0.0701.4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，主要用于制作9

7、0kg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0.9-1.216-192-30.2-0.5<0.8HB240176J/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

8、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CSiMnNiCrMoHRCσw(Mpa)σb(Mpa)Αkφ30Ni-Hard1#3.0-3.60.3-0.50.3-0.73.3-4.81.5-2.60.4砂53/61金54/64500-600560-850230-350350-4202