目前已經開發出來的耐磨鋼種類很多,按(an)照(zhao)材料組(zu)織來分,主要有(you)奧氏體耐磨鋼(gang),貝(bei)氏體耐磨鋼(gang),馬氏體耐磨鋼(gang)以及貝(bei)氏體-馬氏體耐磨鋼(gang)。按(an)照(zhao)材料成(cheng)份來劃(hua)分有(you)高(gao)錳鋼(gang),超高(gao)錳鋼(gang),低、中合金(jin)耐磨鋼(gang)等。
1、高錳鋼
高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)錳(meng)(meng)(meng)鋼(gang)(gang)是(shi)開發最早,歷史(shi)最悠久的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)種耐(nai)磨(mo)(mo)材料,高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)錳(meng)(meng)(meng)鋼(gang)(gang)使(shi)(shi)用(yong)狀態的(de)(de)(de)(de)(de)組織(zhi)(zhi)為(wei)奧氏體,它具有良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)韌(ren)性(xing)和加(jia)(jia)(jia)工硬(ying)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)能(neng)力(li).即在強(qiang)烈的(de)(de)(de)(de)(de)沖擊載荷或擠壓載荷下,受力(li)表(biao)(biao)面被加(jia)(jia)(jia)工硬(ying)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),硬(ying)度(du)可從原始(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)200HB左右提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)到500HB以上(shang),而心(xin)部仍(reng)保持著(zhu)良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)韌(ren)性(xing).高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)錳(meng)(meng)(meng)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)這(zhe)種建筑(zhu)在加(jia)(jia)(jia)工硬(ying)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)基(ji)(ji)礎上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)優異(yi)耐(nai)磨(mo)(mo)性(xing)能(neng)使(shi)(shi)它的(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)受到限制,因此,要擴(kuo)大高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)錳(meng)(meng)(meng)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)范圍(wei)(wei),必須對其(qi)進(jin)行(xing)改(gai)(gai)進(jin)性(xing)研(yan)究,進(jin)一(yi)(yi)步提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)其(qi)耐(nai)磨(mo)(mo)。目前(qian),在高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)錳(meng)(meng)(meng)鋼(gang)(gang)研(yan)究方(fang)面取(qu)得了(le)一(yi)(yi)系列新進(jin)展(zhan),主要有:采用(yong)合(he)金(jin)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa),添加(jia)(jia)(jia)Cr、Mo引(yin)起(qi)固(gu)溶強(qiang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),加(jia)(jia)(jia)入鈦形成(cheng)碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈦,可引(yin)起(qi)彌散強(qiang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),并(bing)能(neng)細化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)結(jie)晶(jing)(jing)組織(zhi)(zhi),最終達到強(qiang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)基(ji)(ji)體,提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)其(qi)耐(nai)磨(mo)(mo)性(xing)和屈服強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de).實驗表(biao)(biao)明(ming),用(yong)這(zhe)些方(fang)法(fa)加(jia)(jia)(jia)工出的(de)(de)(de)(de)(de)用(yong)于冶金(jin)礦山的(de)(de)(de)(de)(de)襯板,其(qi)使(shi)(shi)用(yong)壽命比高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)錳(meng)(meng)(meng)鋼(gang)(gang)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)50%~70%.工藝方(fang)面,采用(yong)鑄后利用(yong)余(yu)熱淬化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)手(shou)段來替代(dai)傳統(tong)上(shang)使(shi)(shi)用(yong)加(jia)(jia)(jia)熱再(zai)進(jin)行(xing)水韌(ren)處理的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa),不(bu)但(dan)能(neng)簡化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)工藝,節(jie)約能(neng)源,縮短生(sheng)產(chan)周期(qi),而且經濟效益顯(xian)著(zhu),隨形變量的(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia)(jia),組織(zhi)(zhi)內位(wei)錯(cuo)及孿(luan)晶(jing)(jing)密度(du)也隨之增大,晶(jing)(jing)粒大大細化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua).這(zhe)是(shi)因為(wei)深度(du)冷軋的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)錳(meng)(meng)(meng)鋼(gang)(gang)表(biao)(biao)面形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)密度(du)位(wei)錯(cuo)及孿(luan)晶(jing)(jing)組織(zhi)(zhi),改(gai)(gai)善(shan)了(le)鑄造高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)錳(meng)(meng)(meng)鋼(gang)(gang)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)各向異(yi)性(xing)、氣孔等缺(que)陷,能(neng)有效阻(zu)止(zhi)磨(mo)(mo)粒造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)唐損表(biao)(biao)面的(de)(de)(de)(de)(de)脆性(xing)剝落(luo)(luo),同時,高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)錳(meng)(meng)(meng)鋼(gang)(gang)良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)心(xin)部韌(ren)性(xing)也將減(jian)少其(qi)磨(mo)(mo)損過程(cheng)中的(de)(de)(de)(de)(de)疲勞(lao)剝落(luo)(luo).該軋制方(fang)法(fa)對提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)錳(meng)(meng)(meng)鋼(gang)(gang)使(shi)(shi)用(yong)效率(lv)及應用(yong)范圍(wei)(wei)具有積極(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)現(xian)實意義.
2、超高錳鋼
近(jin)年來,人們已開始著手對(dui)具(ju)有穩定奧(ao)氏體(ti)組(zu)(zu)織的(de)(de)(de)(de)(de)超(chao)高(gao)(gao)(gao)錳(meng)(meng)(meng)鋼(gang)進行研(yan)究,主要是想(xiang)在(zai)(zai)(zai)普通高(gao)(gao)(gao)錳(meng)(meng)(meng)鋼(gang)標(biao)準成(cheng)(cheng)分的(de)(de)(de)(de)(de)基礎上通過(guo)提(ti)高(gao)(gao)(gao)碳(tan)(tan)(tan),錳(meng)(meng)(meng)含(han)量采達到改(gai)善(shan)錳(meng)(meng)(meng)鋼(gang)組(zu)(zu)織,提(ti)高(gao)(gao)(gao)耐(nai)唐(tang)性的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de).研(yan)究人員通過(guo)對(dui)Fe-C-Mn合(he)(he)金奧(ao)氏體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)價電子(zi)結構進行分析發現(xian),在(zai)(zai)(zai)含(han)C、Mn原(yuan)子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)一個奧(ao)氏體(ti)晶(jing)胞內,C-Mn之間的(de)(de)(de)(de)(de)結合(he)(he)力(li)大于(yu)C—Fe之間的(de)(de)(de)(de)(de)結合(he)(he)力(li).這樣(yang),錳(meng)(meng)(meng)原(yuan)子(zi)可(ke)通過(guo)對(dui)碳(tan)(tan)(tan)原(yuan)于(yu)運動的(de)(de)(de)(de)(de)拖(tuo)曳提(ti)高(gao)(gao)(gao)碳(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)固溶度,而且利用錳(meng)(meng)(meng)不(bu)易(yi)和(he)碳(tan)(tan)(tan)原(yuan)子(zi)生(sheng)成(cheng)(cheng)碳(tan)(tan)(tan)化物(wu),來降低(di)碳(tan)(tan)(tan)原(yuan)于(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)擴散能(neng)力(li),抑(yi)制碳(tan)(tan)(tan)化物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)析出(chu).因此,同時提(ti)高(gao)(gao)(gao)碳(tan)(tan)(tan),錳(meng)(meng)(meng)含(han)量,不(bu)但可(ke)以提(ti)高(gao)(gao)(gao)錳(meng)(meng)(meng)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)加工硬(ying)化能(neng)力(li),而且可(ke)保持高(gao)(gao)(gao)韌性的(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)組(zu)(zu)織,使(shi)其在(zai)(zai)(zai)使(shi)用時具(ju)有良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)磨性.當前(qian)(qian),變(bian)質處理(li)技術在(zai)(zai)(zai)開發新的(de)(de)(de)(de)(de)超(chao)高(gao)(gao)(gao)錳(meng)(meng)(meng)鋼(gang)鋼(gang)種的(de)(de)(de)(de)(de)試驗中(zhong),已經取得了很(hen)大進展.科研(yan)人員在(zai)(zai)(zai)對(dui)超(chao)高(gao)(gao)(gao)錳(meng)(meng)(meng)鋼(gang)變(bian)質處理(li)前(qian)(qian)后的(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)(zu)織進行研(yan)究發現(xian),在(zai)(zai)(zai)未(wei)變(bian)質處理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)(zu)織中(zhong),晶(jing)粒較粗大,晶(jing)界共晶(jing)碳(tan)(tan)(tan)化物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)網狀(zhuang)特征非(fei)常明(ming)(ming)顯(xian);在(zai)(zai)(zai)變(bian)質處理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)(zu)織中(zhong),晶(jing)粒明(ming)(ming)顯(xian)細化,晶(jing)界碳(tan)(tan)(tan)化物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)網狀(zhuang)特征得到明(ming)(ming)顯(xian)改(gai)善(shan).這些成(cheng)(cheng)果(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)發為改(gai)善(shan)超(chao)高(gao)(gao)(gao)錳(meng)(meng)(meng)鋼(gang)組(zu)(zu)織并提(ti)高(gao)(gao)(gao)其耐(nai)磨性提(ti)供(gong)了新的(de)(de)(de)(de)(de)途(tu)徑.
3、低、中合金耐磨鋼
低(di),中合(he)(he)(he)金(jin)(jin)耐磨鋼(gang)(gang)是很有(you)發展前途的(de)(de)一類(lei)耐磨材料(liao),具有(you)以下特點.(1)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)含量(liang)較(jiao)低(di),一般(ban)低(di)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)鋼(gang)(gang)為(wei)3%—5%,中合(he)(he)(he)金(jin)(jin)鋼(gang)(gang)為(wei)6%—8%.所加合(he)(he)(he)金(jin)(jin)元(yuan)素(su)(su)(su)為(wei)國內資源豐(feng)富(fu)元(yuan)素(su)(su)(su),如Cr、Si、Mn、B、RE等,而少含或不(bu)含貴重稀缺元(yuan)素(su)(su)(su)(Hi,Mo),易(yi)于(yu)推廣(guang)應用(yong)(yong),經(jing)(jing)濟合(he)(he)(he)算.(2)具有(you)較(jiao)高硬度(du)(du),足夠韌(ren)性(xing)的(de)(de)綜合(he)(he)(he)性(xing)能,在(zai)硬度(du)(du)大(da)于(yu)50HRC的(de)(de)情況下,韌(ren)性(xing)ak值(zhi)可達20—40J/cm2,采用(yong)(yong)低(di)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)、多元(yuan)素(su)(su)(su)、復合(he)(he)(he)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)化(hua)獲(huo)得(de)淬硬態組(zu)織(zhi),可在(zai)較(jiao)大(da)范圍內控(kong)制硬度(du)(du)和(he)韌(ren)性(xing)的(de)(de)匹(pi)配關系,在(zai)各類(lei)磨料(liao)磨損工況均可獲(huo)得(de)較(jiao)好的(de)(de)耐磨性(xing).(3)具有(you)良好淬透性(xing),適(shi)當調整合(he)(he)(he)金(jin)(jin)元(yuan)素(su)(su)(su),可使(shi)不(bu)同尺寸工件(jian)(jian)淬透,也為(wei)空冷淬硬簡(jian)化(hua)熱處理工藝提供條件(jian)(jian)。(4)生(sheng)產(chan)靈(ling)活易(yi)行(xing),視工廠條件(jian)(jian),可鑄、可鍛、也可軋制生(sheng)產(chan)。(5)價(jia)格相對低(di)廉(lian),經(jing)(jing)濟效益較(jiao)高。因而,低(di)、中合(he)(he)(he)金(jin)(jin)耐磨鋼(gang)(gang)有(you)廣(guang)闊的(de)(de)應用(yong)(yong)前景(jing)和(he)重要的(de)(de)推廣(guang)價(jia)值(zhi)。
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