第一節(jié) 耐磨鑄鋼件定義及性質(zhì)
1、定義
耐磨鑄鋼件為用耐磨鋼澆注制作的零件。耐磨鋼為耐磨損性能強(qiáng)的鋼鐵材料的總稱，耐磨鋼是當(dāng)今耐磨材料中用量最大的一種。
耐磨鑄鋼件鋼種類繁多，大體上可分為高錳鋼，中、低合金耐磨鋼鑄件，鉻鉬硅錳鋼鑄件，耐氣蝕鋼鑄件，耐磨蝕鋼鑄件以及特殊耐磨鋼鑄件等，目前我國主要應(yīng)用的耐磨鋼鑄件有：
1）奧氏體耐磨錳鋼鑄件
目前，國內(nèi)外生產(chǎn)和應(yīng)用的奧氏體錳鋼鑄件仍以Mn13系列為主，其中以日本為代表的一些國家較推崇屈服強(qiáng)度和耐磨性較高的Mn13Cr2耐磨鋼。奧氏體錳鋼以高韌性、易加工硬化和一定強(qiáng)度著稱，截至目前在大沖擊載荷磨料磨損工況條件下（如圓錐式破碎機(jī)軋臼壁和破碎壁、旋回式破碎機(jī)襯板、大中型顎式破碎機(jī)顎板、大型錘式破碎機(jī)錘頭以及大中型濕式礦山球磨機(jī)襯板），仍主要選用奧氏體錳鋼。奧氏體錳鋼的成熟體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化上，在主要發(fā)達(dá)國家均有了國家標(biāo)準(zhǔn)（或相當(dāng)于國標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)），并于1999年誕生了奧氏體錳鋼鑄件國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO13521：1999）。我國則制定了高錳鋼鑄件國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T5680-1998）和鑄造高錳鋼金相國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T13925-1992），特別是在我國高錳鋼鑄件國標(biāo)中規(guī)定了不含Mo、Ni的兩個(gè)牌號(hào)ZGMn13-2和ZGMn13-3的沖擊韌性αk≥147J/cm2，以體現(xiàn)高錳鋼的高韌性特點(diǎn)。
2）非錳系耐磨合金鋼鑄件
非錳系耐磨合金鋼是近年來應(yīng)用于冶金礦山濕式球磨機(jī)襯板的材料，生產(chǎn)一種低碳高合金鑄鋼襯板，C含量0.16%～0.28%，Cr含量7.0%～10%，Ni含量1.5%～2.2%，Mo含量0.5%～0.8%。襯板淬回火熱處理后硬度為HRC45～52，沖擊韌性αk≥50J/cm2，在Φ1.5×3.0m和Φ2.7×3.6m鐵礦球磨機(jī)上進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，使用壽命是高錳鋼襯板的2倍以上，取得了較好的應(yīng)用效果。
氧化鋁廠的鋁礦濕式球磨機(jī)襯板，在熱強(qiáng)堿性鋁礦漿（≥80℃，pH≥14）工況條件下，高錳鋼有明顯的堿脆開裂（應(yīng)力腐蝕開裂）現(xiàn)象，而且高錳鋼的腐蝕和堿裂現(xiàn)象均比鉻合金鋼嚴(yán)重。由于高錳鋼襯板不適于這一工況，科研人員又研制出Cr含量較低的多元低合金馬氏體鑄鋼襯板，并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用。
2、性質(zhì)
鑄件有優(yōu)良的機(jī)械、物理性能，它可以有各種不同的強(qiáng)度、硬度、韌性配合的綜合性能，還可兼具一種或多種特殊性能，如耐磨、耐高溫和低溫、耐腐蝕等。
鑄件的重量和尺寸范圍都很寬，重量最輕的只有幾克，最重的可達(dá)到400噸，壁厚最薄的只有0.5毫米，最厚可超過1米，長度可由幾毫米到十幾米，可滿足不同工業(yè)部門的使用要求。
第二節(jié) 耐磨鑄鋼件發(fā)展歷程
耐磨鋼作為一種專用鋼大約始于十九世紀(jì)后半葉。1883年英國人哈德菲爾德（R0.A0.Hadfield）首先取得了高錳鋼的專利，至今已有100多年的歷史，高錳鋼是一種碳含量和錳含量較高的耐磨鋼，這個(gè)具有百余年歷史的古老鋼種，由于它在大的沖擊磨料磨損條件下使用時(shí)具有很強(qiáng)的加工硬化能力，同時(shí)兼有良好的韌性和塑性，以及生產(chǎn)工藝易于掌握等優(yōu)點(diǎn)，因此，目前它仍然是耐磨鋼中用量最大的一種（尤其是在礦山等部門）。
1950年“二六”轟炸時(shí)，上海的發(fā)電廠遭到敵機(jī)轟炸，亞細(xì)亞鋼鐵廠接受上海市人民政府的緊急擺設(shè)，為楊樹浦發(fā)電廠以及南市發(fā)電廠突擊生產(chǎn)磨煤機(jī)、柴油機(jī)所需的鑄鋼件，由此起頭了耐磨鑄鋼件的生產(chǎn)。然后，相繼為洋灰廠生產(chǎn)破碎機(jī)用的齒板、采石場破碎機(jī)用的打擊板以及襯板、礦山電鏟用的齒形鏟。1958年以及1959年又為上海鐵合金廠以及上鋼一廠高爐廠房施用的破碎機(jī)生產(chǎn)高錳鋼齒板，使這些廠的砂礓破碎由手工加工代之以機(jī)械加工。20世紀(jì)60年代，該廠生產(chǎn)的耐磨鑄件產(chǎn)量年均達(dá)到2000噸左右。鏟斗齒的耐磨性在1979年的同 行業(yè) 個(gè)單位評(píng)比中名列首位；破碎機(jī)齒板，于1987年獲上海市優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品證書。 該廠于20世紀(jì)50年代應(yīng)上海航道局要求，為“海龍”、“?；?rdquo;兩艘挖泥船試制挖泥斗，用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鑄成斗身，高錳鋼鑄成斗口，再經(jīng)鉚焊連接，完成為了試制任務(wù)。后又陸續(xù)研發(fā)了金礦砂挖斗以及0.3立米米挖泥斗等系列產(chǎn)品。80年代，為促推進(jìn)口大容量挖泥斗的國產(chǎn)化，先后生產(chǎn)200余件0.5立米米挖泥斗，取代了進(jìn)口，相繼獲交通部科技成果一等獎(jiǎng)以及冶金部優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品證書。1987年，為寶鋼煉鐵廠 研究 制造專用鋼種，鑄成35噸破碎機(jī)用的打擊板，性能達(dá)到了從日本栗本鐵工廠同類產(chǎn)品的水平。1988年，又為寶鋼高爐爐喉護(hù)板 研究 制造了專用鋼種，鑄成的護(hù)板抗磨性能高，耐爐氣腐蝕，代替了進(jìn)口備件，使噸鋼售價(jià)從萬美元（進(jìn)口）降至不到萬元人民幣。上述項(xiàng)產(chǎn)品，分獲上海冶金局科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)以及三等獎(jiǎng)。 1950～1993年，該廠共生產(chǎn)耐磨鋼鑄件近萬噸。供應(yīng)給15個(gè)省市的40余家廠礦施用。1990年起，向日本、usa、意大利、巴基斯坦、尼日利亞以及東南亞各國出口。
近幾十年來，低、中合金耐磨鋼的開發(fā)與應(yīng)用發(fā)展很快，由于這些鋼具有較好的耐磨性和韌性，生產(chǎn)工藝較簡單，綜合經(jīng)濟(jì)性合理，在許多工況條件下適用，而受到用戶的歡迎。為了適應(yīng)礦山采運(yùn)機(jī)械與工程機(jī)械發(fā)展的需要，所研制的高硬度耐磨鋼板，20世紀(jì)70～80年代在國際上已形成系列并標(biāo)準(zhǔn)化。
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