鉻鉬釩錳鋼高碳鉻鉬釩錳鋼在用于制造水泥磨機(jī)粗磨倉襯板時(shí)表現(xiàn)出較高的耐磨性。這類鋼的化學(xué)成分及磨料磨損試驗(yàn)結(jié)果見表4。表中以奧氏體高錳鋼的耐磨性為1,比較各種成分鋼的相對耐磨性。
表4 高碳鉻鉬錳釩鋼的化學(xué)成分及相對耐磨性
應(yīng)用耐磨鋼廣泛用于礦山機(jī)械、煤炭采運(yùn)、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、建材、電力機(jī)械、鐵路運(yùn)輸?shù)炔块T。例如,球磨機(jī)的鋼球、襯板、挖掘機(jī)的斗齒、鏟斗,各種破碎機(jī)的軋臼壁、齒板、錘頭,拖拉機(jī)和坦克的履帶板、風(fēng)扇磨機(jī)的打擊板,鐵路轍叉,煤礦刮板輸送機(jī)用的中部槽中板、槽幫、圓環(huán)鏈,推土機(jī)用鏟刀、鏟齒,大型電動輪車斗用襯板,石油和露天鐵礦穿孔用牙輪鉆頭等等,以上所列舉的還主要限于屬于經(jīng)受磨料磨損的耐磨鋼的應(yīng)用,而各種各樣的機(jī)械中凡是有相對運(yùn)動的工件問,皆會產(chǎn)生各種類型的磨損,都會有提高工件材料耐磨性的要求或要求采用耐磨鋼,這方面的例子則不勝枚舉。礦石和水泥磨機(jī)中使用的研磨介質(zhì)(球、棒和襯板)是消耗量很大的鋼鐵磨損件。在美國,磨球大多數(shù)是用碳素鋼和合金鋼鍛造或鑄造的,它們占磨球總消耗量的97%。在加拿大,消耗的磨球中鋼球占81%。據(jù)80年代末統(tǒng)計(jì),中國每年消耗磨球約80~100萬t,全國磨機(jī)襯板的年消耗量近20萬t,這其中絕大多數(shù)為鋼制品。中國煤礦用刮板輸送機(jī)中部槽每年要消耗6~8萬t鋼板。
生產(chǎn)工藝耐磨鋼都是用電爐或轉(zhuǎn)爐冶煉的,產(chǎn)品以鑄件為多,近年0.來,鍛、軋等熱加工材正在增多。在一般機(jī)械中使用的耐磨鋼件的生產(chǎn)方法與其他工件并沒有太大的區(qū)別,只是在熱處理工藝或表面處理工藝方面應(yīng)有所要求,以達(dá)到保證耐磨性的需求。對于那些材質(zhì)冶金純凈度顯著影響耐磨性的鋼件應(yīng)采取精煉措施,并對有害雜質(zhì)和氣體提出限量要求。除基體外第二相的數(shù)量、形狀和分布往往對鋼件的耐磨性能有重大影響,此時(shí)需要從鋼的化學(xué)成分設(shè)計(jì)、冶煉、熱加工、熱處理(含熱機(jī)械處理)等等方面統(tǒng)籌考慮,以便從冶金因素方面力爭達(dá)到提高耐磨性的要求。
表面強(qiáng)化技術(shù)磨損是發(fā)生在工件表面的過程,因此,強(qiáng)化工件表面就顯得十分重要。鋼的表面強(qiáng)化技術(shù)有著悠久的歷史,例如,滲碳技術(shù)至少可以追溯到兩干多年前中國的漢朝,而一千多年前的中國史書中已有關(guān)于碳氮共滲工藝的記載。近幾十年來,各種各樣的表面強(qiáng)化技術(shù)與裝備發(fā)展迅速,采取必要的表面強(qiáng)化及表面改性措施,不僅可以節(jié)約大量的原材料,而且可以賦予工件表面層以各種特殊的、作為整體材料難以得到的組織結(jié)構(gòu)與性能,從而取得最優(yōu)異的耐磨性能和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。如今,表面強(qiáng)化技術(shù)已成為耐睹鋼(包括耐磨材料)的研究與應(yīng)用的一個(gè)重要發(fā)展方向。
近年來鋼鐵材料的表面強(qiáng)化(潤化)技術(shù)發(fā)展很快,有關(guān)新技術(shù)、新工藝層出不窮,針對不同需要可以選擇不同的表面強(qiáng)化技術(shù)來提高鋼件在各種類型磨損條件下的耐磨性,以價(jià)格較低廉的基體材料制作工件取代昂貴的合金鋼。滲碳、碳氮共滲、滲氮等工藝目前仍然是強(qiáng)化機(jī)械零件的主要措施,采用共滲、復(fù)合滲、滲硼、滲金屬、噴焊、堆焊、氣相沉積、電刷鍍、離子注入等工藝在不同機(jī)件的各種工況條件下都取得了提高耐磨性的明顯效果。此外,鑄滲、復(fù)合鑄造等鑄造工藝在耐磨鋼件的制造中也有應(yīng)用。