我(wo)國礦(kuang)產(chan)資(zi)源豐富:如(ru)鑰礦(kuang)、金(jin)礦(kuang)、鐵礦(kuang)及銅礦(kuang)、鉛礦(kuang)、鋁礦(kuang)、水泥及耐(nai)(nai)火材(cai)料(liao)(liao)等。耐(nai)(nai)磨(mo)零(ling)件(jian)消耗(hao)量大(da)(da)，再(zai)加上面粉機(ji)械(面輥)、榨油(you)機(ji)械(如(ru)榨螺(luo))、飼料(liao)(liao)粉碎機(ji)械(如(ru)錘片)、顆粒飼料(liao)(liao)成型(xing)模、軋(ya)鋼(gang)機(ji)械(如(ru)軋(ya)輥、輥環(huan)、滾(gun)動導(dao)衛等)、塑料(liao)(liao)橡(xiang)膠(jiao)機(ji)械、造紙機(ji)械等行業(ye)。耐(nai)(nai)磨(mo)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)使(shi)用幾乎遍布冶(ye)金(jin)、礦(kuang)山、建材(cai)、火電及機(ji)械行業(ye)的(de)(de)(de)(de)各(ge)個部門(men)，種(zhong)類繁多(duo)，數(shu)量巨大(da)(da)，年消耗(hao)耐(nai)(nai)磨(mo)材(cai)料(liao)(liao)在(zai) 100多(duo)萬(wan)噸以上，耗(hao)資(zi)60多(duo)億元(yuan)人民幣。由于(yu)(yu)國內長期受傳統觀念的(de)(de)(de)(de)影響，絕大(da)(da)多(duo)數(shu)耐(nai)(nai)磨(mo)零(ling)件(jian)生(sheng)產(chan)企業(ye)仍(reng)然生(sheng)產(chan)已(yi)被國外淘汰(tai)了的(de)(de)(de)(de)高錳(meng)(meng)鋼(gang)耐(nai)(nai)磨(mo)件(jian)。高錳(meng)(meng)鋼(gang)雖然具有良好的(de)(de)(de)(de)韌(ren)性(xing)，但(dan)在(zai)沖(chong)擊力(li)不(bu)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)工況條件(jian)下(xia)，由于(yu)(yu)沖(chong)擊力(li)不(bu)足(zu)而(er)不(bu)能(neng)產(chan)生(sheng)加工硬化(hua)，使(shi)其耐(nai)(nai)磨(mo)性(xing)不(bu)能(neng)得(de)到(dao)充分(fen)發揮(hui)，使(shi)用壽命遠低于(yu)(yu)國外同類產(chan)品(pin)的(de)(de)(de)(de)使(shi)用壽命。根據國家“九五”提出的(de)(de)(de)(de)節能(neng)節材(cai)指導(dao)精神，研(yan)究開發新型(xing)耐(nai)(nai)磨(mo)材(cai)料(liao)(liao)更具有現實(shi)意(yi)義。以下(xia)為(wei)多(duo)年來致力(li)于(yu)(yu)耐(nai)(nai)磨(mo)材(cai)料(liao)(liao)研(yan)究的(de)(de)(de)(de)成果，獻給(gei)讀者，希望給(gei)社會、給(gei)企業(ye)帶來良好的(de)(de)(de)(de)經(jing)濟效益。這也是我(wo)們編寫這部書(shu)的(de)(de)(de)(de)宗旨。
I.碳
碳含量對低合金耐磨鑄鋼組織和性能影響較大，低合金耐磨鑄鋼一般都在悴火回火狀態下使用，在其他合金元素不變的前提下，改變碳含量，其組織和性能會發生根本性的變化。水淬低合金耐磨鋼的碳含雖一般不可低于w(C)0.27%,碳含量小于w (C)0.27%雖然可獲得板條馬氏體+殘留奧氏體或板條馬氏體+貝氏體+殘留奧氏體組織和良好的塑韌性，但淬火后耐磨鋼的硬度較低(45HRC), 耐磨性不足。碳含量大于w(C)0.33%時，硬度增加不多，但韌性急劇降低。當耐磨鋼的(de)(de)碳(tan)含(han)量(liang)大于二(er)(C)0.38%時，水淬出(chu)現淬火裂(lie)紋，惡(e)化耐磨鋼的(de)(de)使用性能。所以，水淬低合金耐磨鋼的(de)(de)最(zui)佳(jia)碳(tan)含(han)量(liang)范圍可控制(zhi)在w(C)0.28%一(yi)0.33%，這時低合金耐磨鋼既可獲得(de)(de)較高的(de)(de)硬(ying)度49 --- 51 HRC，同(tong)時又可獲得(de)(de)最(zui)佳(jia)的(de)(de)強韌性配合。
2.硅
si是縮小7相區(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)元素(su)，使(shi)(shi)A3點(aFe-),Fe同素(su)異(yi)型轉(zhuan)(zhuan)變點)上(shang)升，A;點 (yFe~一(yi)8Fe同素(su)異(yi)類轉(zhuan)(zhuan)變點)降低(di)(di)，s點左移(yi)，幾乎不影(ying)響(xiang)K點。si雖然(ran)升高(gao) A3，有(you)利于(yu)下一(yi)。轉(zhuan)(zhuan)變，但(dan)由于(yu)Si能溶(rong)于(yu)Fe3C，使(shi)(shi)滲(shen)碳體不穩定(ding)，阻礙滲(shen)碳體的(de)(de)(de)(de)(de)析出(chu)和(he)聚集，因而提高(gao)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)淬透性(xing)(xing)(xing)和(he)回火抗力。但(dan)硅(gui)對淬透性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)遠低(di)(di)于(yu)Mn, Cr。大(da)(da)部(bu)分Si溶(rong)于(yu)鐵素(su)體中(zhong)(zhong)，強化作用很(hen)大(da)(da)，能顯(xian)著提高(gao)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)屈(qu)服強度、屈(qu)強比和(he)硬(ying)度，它比Mn鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)強度更大(da)(da)，耐(nai)磨性(xing)(xing)(xing)更好(hao)。當w(Si)1.0%時，并不降低(di)(di)塑性(xing)(xing)(xing); 二(SO 1.5%時不增加回火脆(cui)性(xing)(xing)(xing)。在(zai)(zai)馬氏體耐(nai)磨鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)，Si一(yi)般不大(da)(da)于(yu)w(Si) 1.5%。否則(ze)，鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)韌性(xing)(xing)(xing)大(da)(da)大(da)(da)降低(di)(di)，并增加回火脆(cui)性(xing)(xing)(xing)。Si強烈降低(di)(di)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)導熱(re)性(xing)(xing)(xing)，促使(shi)(shi)鐵素(su)體在(zai)(zai)加熱(re)過程中(zhong)(zhong)晶粒粗化，增大(da)(da)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)過熱(re)敏(min)感(gan)性(xing)(xing)(xing)和(he)鑄件的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)裂傾向。一(yi)般低(di)(di)合(he)金(jin)馬氏體耐(nai)磨鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)硅(gui)含量可控制在(zai)(zai)w(Si)0.8%一(yi)1.4%0
在(zai)中(zhong)低碳(tan)(tan)(tan)(tan)貝氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鋼中(zhong)，硅(gui)(gui)(gui)具(ju)(ju)有(you)(you)(you)強(qiang)烈抑制(zhi)(zhi)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)物析(xi)出的(de)(de)作(zuo)(zuo)用。在(zai)從點以上(shang)進行空(kong)冷(leng)或等溫轉(zhuan)變(bian)時(shi)，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)自奧(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)晶(jing)(jing)(jing)界向晶(jing)(jing)(jing)粒內部(bu)長大。在(zai)此(ci)溫度(du)(du)范圍，碳(tan)(tan)(tan)(tan)原(yuan)子(zi)有(you)(you)(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)擴散能(neng)力，部(bu)分碳(tan)(tan)(tan)(tan)原(yuan)子(zi)通(tong)過鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)一(yi)奧(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)界面向奧(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)擴散，在(zai)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)板條間形(xing)(xing)成富碳(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)薄膜(mo)。硅(gui)(gui)(gui)強(qiang)烈抑制(zhi)(zhi)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)物析(xi)出使(shi)富碳(tan)(tan)(tan)(tan)奧(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)具(ju)(ju)有(you)(you)(you)高(gao)(gao)的(de)(de)穩(wen)定(ding)性，從溫度(du)(du)低于室溫。等溫轉(zhuan)變(bian)及隨后的(de)(de)冷(leng)卻過程中(zhong)，沒有(you)(you)(you)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)物析(xi)出，也(ye)不發生奧(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)分解，而是(shi)獲得鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)和(he)富碳(tan)(tan)(tan)(tan)奧(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)雙相(xiang)(xiang)組織。當(dang)鋼中(zhong)硅(gui)(gui)(gui)含(han)量(liang)(liang)較高(gao)(gao)時(shi)(大于二(er)(Si)1.6%)，中(zhong)低碳(tan)(tan)(tan)(tan)貝氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鋼的(de)(de)韌(ren)性顯著提高(gao)(gao)。當(dang)硅(gui)(gui)(gui)量(liang)(liang)達到(dao)二(er)(SO 2.4%時(shi)，鋼的(de)(de)硬度(du)(du)明顯下降。由于硅(gui)(gui)(gui)對(dui)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)物析(xi)出的(de)(de)阻礙作(zuo)(zuo)用，使(shi)未轉(zhuan)變(bian)的(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)富碳(tan)(tan)(tan)(tan)，而得到(dao)無碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)物貝氏(shi)(shi)體(ti)(ti)，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)條片(pian)(pian)間或片(pian)(pian)內的(de)(de)殘留(liu)奧(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)取代了滲碳(tan)(tan)(tan)(tan)體(ti)(ti)，消(xiao)除了滲碳(tan)(tan)(tan)(tan)體(ti)(ti)的(de)(de)有(you)(you)(you)害作(zuo)(zuo)用。但硅(gui)(gui)(gui)在(zai)貝氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鑄鋼中(zhong)也(ye)存(cun)在(zai)不利影響，特(te)別是(shi)對(dui)鑄態組織，由于鋼液的(de)(de)樹枝(zhi)(zhi)狀(zhuang)結晶(jing)(jing)(jing)方式，使(shi)枝(zhi)(zhi)干和(he)枝(zhi)(zhi)間存(cun)在(zai)著明顯的(de)(de)成分不一(yi)致，枝(zhi)(zhi)晶(jing)(jing)(jing)干的(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)、硅(gui)(gui)(gui)、錳、鉻(ge)含(han)量(liang)(liang)較低，轉(zhuan)變(bian)時(shi)先形(xing)(xing)成貝氏(shi)(shi)體(ti)(ti)和(he)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)。而枝(zhi)(zhi)晶(jing)(jing)(jing)間的(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)、硅(gui)(gui)(gui)、錳、鉻(ge)含(han)量(liang)(liang)較高(gao)(gao)，使(shi)氏(shi)(shi)和(he)M，都(dou)低于由鋼成分所(suo)確定(ding)的(de)(de)值(zhi)。所(suo)以，在(zai)鑄態組織枝(zhi)(zhi)晶(jing)(jing)(jing)間存(cun)在(zai)相(xiang)(xiang)當(dang)數量(liang)(liang)的(de)(de)塊狀(zhuang)殘留(liu)奧(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)，這對(dui)貝氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鋼的(de)(de)沖擊韌(ren)度(du)(du)是(shi)有(you)(you)(you)害的(de)(de)。在(zai)中(zhong)低碳(tan)(tan)(tan)(tan)貝氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鋼中(zhong)，硅(gui)(gui)(gui)含(han)量(liang)(liang)應控制(zhi)(zhi)在(zai)w(Si)1.6% -2.0%范圍內。
在(zai)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)碳(tan)(tan)貝(bei)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，硅(gui)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用與中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)低(di)碳(tan)(tan)貝(bei)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)類似，只(zhi)(zhi)是硅(gui)的(de)(de)(de)(de)范圍提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)了。硅(gui)含量(liang)在(zai)二(Si)1.85%---3.8%時(shi)，高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)碳(tan)(tan)貝(bei)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)(du)幾乎不變(bian)，沖(chong)(chong)擊(ji)(ji)韌(ren)度(du)(du)先(xian)逐(zhu)漸(jian)升高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)，后有(you)(you)所下降(jiang)，在(zai)w(Si)2.6%達到(dao)最大值，抗拉強(qiang)度(du)(du)逐(zhu)漸(jian)降(jiang)低(di)。當(dang)硅(gui)含量(liang)低(di)于 w(SO 1.85%時(shi)，由(you)于硅(gui)抑制(zhi)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用較弱，在(zai)等溫轉(zhuan)(zhuan)變(bian)過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)首(shou)先(xian)在(zai)奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)晶(jing)界(jie)析出(chu)貝(bei)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)，未轉(zhuan)(zhuan)變(bian)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)在(zai)隨后的(de)(de)(de)(de)冷卻過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)為馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)，因此(ci)具有(you)(you)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)、硬(ying)(ying)度(du)(du)，而沖(chong)(chong)擊(ji)(ji)韌(ren)度(du)(du)較低(di)。當(dang)硅(gui)含量(liang)提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)到(dao)w (Si) 2.64%左右(you)(you)時(shi)，硅(gui)抑制(zhi)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)析出(chu)作(zuo)用顯著增(zeng)強(qiang)，使貝(bei)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)生長(chang)時(shi)排除的(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)富集到(dao)奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)了奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)穩定性，其顯微組(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi)為板條狀貝(bei)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)和其間(jian)(jian)分布(bu)(bu)的(de)(de)(de)(de)富碳(tan)(tan)殘留奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)(zu)(zu)(zu)成。材料強(qiang)度(du)(du)有(you)(you)所下降(jiang)，沖(chong)(chong)擊(ji)(ji)韌(ren)度(du)(du)提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)。但硬(ying)(ying)度(du)(du)不變(bian)。當(dang)鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)碳(tan)(tan)含量(liang)提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)到(dao)w(C)3.8%左右(you)(you)時(shi)，組(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)出(chu)現了大量(liang)的(de)(de)(de)(de)未轉(zhuan)(zhuan)變(bian)奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi)，導(dao)致貝(bei)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)和沖(chong)(chong)擊(ji)(ji)韌(ren)度(du)(du)下降(jiang)。只(zhi)(zhi)有(you)(you)提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)化(hua)溫度(du)(du)，使奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)迅速均(jun)勻化(hua)，才(cai)能避免(mian)未轉(zhuan)(zhuan)變(bian)奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)穩定性，其顯微組(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi)為板條狀貝(bei)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)和其間(jian)(jian)分布(bu)(bu)的(de)(de)(de)(de)富碳(tan)(tan)殘留奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)(zu)(zu)(zu)成。材料強(qiang)度(du)(du)有(you)(you)所下降(jiang)，沖(chong)(chong)擊(ji)(ji)韌(ren)度(du)(du)提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)。但硬(ying)(ying)度(du)(du)不變(bian)。當(dang)鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)碳(tan)(tan)含量(liang)提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)到(dao)w(C)3.8%左右(you)(you)時(shi)，組(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)出(chu)現了大量(liang)的(de)(de)(de)(de)未轉(zhuan)(zhuan)變(bian)奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi)，導(dao)致貝(bei)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)和沖(chong)(chong)擊(ji)(ji)韌(ren)度(du)(du)下降(jiang)。只(zhi)(zhi)有(you)(you)提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)化(hua)溫度(du)(du)，使奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)迅速均(jun)勻化(hua)，才(cai)能避免(mian)未轉(zhuan)(zhuan)變(bian)奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)出(chu)現。但過高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)化(hua)溫度(du)(du)可(ke)導(dao)致貝(bei)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)粗化(hua)，影(ying)響貝(bei)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)力學(xue)性能。因此(ci)，高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)碳(tan)(tan)貝(bei)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)硅(gui)含量(liang)一(yi)般可(ke)控制(zhi)在(zai)二(C)2.5%-2.7%之(zhi)間(jian)(jian)。