国外耐磨材料应用情况概述
2013-5-13 10:51:19
在耐磨材料领域，摩擦和磨损与机械设备整个运转系统有关的复杂过程，相应地减少摩擦和提高耐磨性的措施也是多方面的。回归到根本来说，摩擦和磨损发生在材料的表面层，因此，材料本身的特性是一个最基本的影响因素。随着科学技术和国民经济的高速发展，机械设备的运转速度越来越高，受摩擦的零件被磨损的速度也越来越快，其使用寿命越来越成为影响现代设备（特别是高速运转的自动生产线）生产效率的重要因素。
我国的耐磨材料一直处于不断发展的阶段，在自己本身不断研发的同时，了解外国耐磨行业的发展历史与最新进展，也是十分必要的学习过程。
经过30余年研究与发展的高峰期，国外耐磨材料的生产、应用已趋于稳定，发达国家已有自己的系列产品和国家标准、企业标准。经历了从高锰钢、普通白口铸铁、镍硬铸铁到高铬铸铁的几个阶段，目前已发展为耐磨钢、耐磨铸铁两大类。耐磨钢除了传统的奥氏体锰钢及改性高锰钢、中锰钢以外，从其含量的不同可分为中碳、中高碳、高碳合金耐磨钢；从合金元素的含量又可分为低合金、中合金及高合金耐磨钢；从组织的不同可分为奥氏体、贝氏体、马氏体耐磨钢。
耐磨铸铁中的普通白口铁、低碳白口铸铁已近淘汰，代之以低合金白口铸铁和高合金白口铸铁两大类。二者中最具有代表性的是低铬白口铸铁和高铬白口铸铁。由于地球上的铬资源远大于镍，且价格较便宜，至今这两种材料已在耐磨铸铁中占有主导地位，从资源成本和耐磨性等方面考虑，镍硬铸铁的地位已在减弱。马氏体或贝氏体、马氏体组织的球墨铸铁在制作小截面耐磨件方面也占有一席之地。中铬铸铁则应用较少。人们常说的高铬铸铁实际上是指高铬钼白口铸铁，从含碳量可分为Cr15及Cr20 两类，前者用于承受一般冲击磨损，后者用于高冲击磨损及厚度较大的耐磨件。含铬量为30%级以上的高铬铸铁则用于耐热、耐磨或耐腐蚀的工作。
从整体上看合金白口铸铁的耐磨性优于耐磨铸钢，但后者韧性好，在诸如衬板（用于混凝土搅拌机上）、耐磨管道等方面有着广泛的应用。国外耐磨铸钢有的使用极细珠光体组织，其硬度只有30HRC左右，但韧性很好，冲击功为Ak=80J以上。用来制作磨损不严重的工件，如双进双出球磨机衬板，其含量在0.70%—0.75%左右，少量的合金元素可细化珠光体组织，但在制作衬板时其耐磨性很低（年磨损量达10mm/年）。
用于大直径高冲击的矿用球磨机衬板，国外的含碳量从0.3%起至1.0%以上，合金元素含量从低、中到高合金。近年来发展了中高碳合金耐磨钢，旨在提高耐磨钢的硬度，合金元素主要是满足淬透性的需要。国外与国内所不同之处就是我国高碳、中高碳合金耐磨钢较少，其原因在于我国的冶炼、铸造、热处理工艺水平落后，不敢提高含碳量和合金含量。例如国外大型矿山磨机可使用高碳中合金耐磨钢衬板，又如电厂大型球磨机的高碳钢（含微量合金元素）锻球，其碎球率为0，硬度为55—60HRC。
虽然国外耐磨材料的生产和应用已趋于稳定，但科学研究并未停步，除了基础理论研究外，在应用研究方面，金属陶瓷、粉末冶金材料、有机材料及复合材料以快速发展起来，在个别方面有取代金属材料的势头。
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