马氏体+下贝氏体的基体组织,少量的残余奥氏体的存在又减少了热处理的应力,提高了材料的韧性,降低了生产和使用过程中裂纹产生的可能性!研究结论普通高锰钢ZGMn13用作球磨机衬板是不恰当的.因为在球磨机中衬板的加工硬化程度较低,不能很好地发挥高锰钢的耐磨特性!衬板材料经过普通高锰钢、强化高锰钢、合金白口铁等阶段后,中低合金钢衬板得到了很好的发展!中低合金钢衬板材料中加入的合金元素主要有Cr、Mo、V、Ti等,旨在通过它们细化晶粒,促进产生马氏体,生成高硬碳化物;且常常辅以RE孕育及适当的热处理,形成强韧的马氏体+下贝氏体上均匀分布着高硬的合金碳化物团球组织.
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韧性好的衬板,能减少破裂的可能性!有人认为,在直径4m以下的小型球磨机中,衬板的冲击韧性只要能达到ak=6~8J/cm2即可使用!但是,为了减少因衬板被打碎而造成非磨损失效的损失,笔者以为,衬板材料10mm×10mm×5mm无缺口试样的冲击韧性宜大于12J/cm较高的硬度.研究指出,材料经磨损后的硬度达到磨料硬度的0.8倍以后,提高材料的硬度就能够提高材料的耐磨性!因此,衬板材料的硬度应大于HRC50,然而,过高的硬度又可能会导致材料的脆性增加,所以建议硬度不宜超过HRC54!
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理想的组织!理想的组织应包括:高硬度的合金碳化物及碳化物团球化,在金属材料中,常常以加入某些碳化物形成元素来获得高硬度的合金碳化物,这是一条提高材料耐磨性的有效途径.这是由于碳化物在基体中均匀分布,减少了碳化物周围的应力集中,使裂纹萌生的机会少,避免碳化物的剥落,同时,团球状碳化物能够阻断犁削磨损,减少犁沟深度和长度,从而保护基体.因此,要求使材料中合金碳化物团球化并均匀分布!强韧的基体,高硬的合金碳化物需要有强韧的基体来支撑,否则,合金碳化物就很容易剥落,材料的耐磨性就将大大削弱!
01mm)在球磨机中加工硬化硬度可达HB390,是普通高锰钢的5倍,其工作寿命是普通高锰钢的5~2倍.合金白口铁①15Cr-3Mo白口铁及其发展!高锰钢衬板替代材料具代表性的就是含15%Cr+3%Mo的马氏体白口铁!这种材料是在马氏体基体中分布着不连续的共晶铁铬碳化物(Cr,Fe)7C3和富铬的二次碳化物,碳化物的体积约占总体积的40%~50%!这些铬的碳化物有着很高的硬度,均在HV1200~1800以上,足以抵抗一般磨料的磨损,然而,马氏体基体的硬度在HRC50上下,软于某些磨料的硬度,将被磨损,其上的碳化物可能被挖下来,因此,碳化物突出的抗磨性只有部分被利用.
美国在普通高锰钢中加入5%~5%的Cr生产牌号为C的标准铸造高锰钢;加入0.9%~2%或8%~1%的Mo生产牌号为E-E-2的标准铸造高锰钢!日本在普通高锰钢中加入5%~5%的Cr生产牌号为SCMnH11的标准铸造高锰钢,加入0%~0%的Cr和0!4%~0!7%的V生产牌号为SCMnH12的标准铸造高锰钢.内蒙古铸锻厂铸造研究所研制出含5%~5%Cr的含铬高锰钢,并用RE对钢水进行变质处理。这种含铬高锰钢表层(0.
实践证明,这种组织的材料用作球磨机衬板是不错的.为了减少衬板生产及使用过程中的非磨损失效的损失,在保证材料ak=6~8J/cm2的前提下,应力求使硬度控制在HRC50~54之间。鉴于ZGMn13材料在球磨机衬板上应用的不恰当,世界冶铸工作者从20世纪60年代开始研究新型的衬板材料,取得了很多成果!ZGMn13的新发展研究者们通过向ZGMn13中加入Cr、Mo、V等元素,形成稳定的弥散分布的粒状、岛状高硬合金碳化物(FeCr)3C、VC等,阻碍水韧处理时奥氏体晶粒长大,得到弥散分布着碳化物硬质点的奥氏体组织,从而提高了材料的加工硬化能力和硬化效果.
哈尔滨工业大学在改善15Cr-3Mo高铬白口铁性能方面也作了大量的工作,他们采用K、Na、Mg、Ca的盐类和合金对15Cr-3Mo铸铁进行喷射变质处理,消除了碳化物的原网状分布状态,使之呈蠕虫状或团块状分布,而且碳化物尺寸有所减少,这样就大大提高了材料的韧性和抗磨性.研究指出,经不同变质元素处理的15Cr-3Mo高铬白口铁的磨损量都较未变质的低,其中以钾变质的15Cr-3Mo高铬白口铁,其平均磨损量比未变质处理的低62%,而方案的磨损量比未变质处理的低74%!
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