铸造耐磨钢主要应用于采矿、冶金、电力、建筑、交通和国防等重要领域。如挖掘、破碎机械和筑路、输送机械等。
根据磨损特征,磨损可分为磨料磨损,摩擦粘着磨损,冲蚀磨损,腐蚀、废劳磨损和微动磨损。
铸造耐磨钢多应用于有一定冲击载荷的磨料磨损工况条件下,其又可分为冲击磨料磨损工况(如破碎机磨损件、球磨机衬板、挖掘机斗齿等)和高应力碾碎磨料磨损工况(如中速磨和立磨磨辊,坦克和拖拉机履带板等)。
铸造耐磨钢件的耐磨性能,不仅取决于材料本身的性能,还取决于使用耐磨件的工况条件。
耐磨锰钢
铸造耐磨锰钢是历史最久,应用最广泛的一类铸造耐磨钢,其主要特点:
1)韧度高,使用中不易断裂而安全可靠。
2)加工硬化性能优异,适于冲击磨料磨损工况。
Mn13系列的耐磨高锰钢
我国高锰钢铸件的化学成分(质量分数%) |
|||||||
牌号 |
化学成分 |
||||||
C |
Mn |
Si |
Cr |
Mo |
S≤ |
P≤ |
|
ZGMn13-1 |
1.00~1.45 |
11.00~14.00 |
0.30~1.00 |
— |
— |
0.040 |
0.090 |
ZGMn13-2 |
0.90~1.35 |
11.00~14.00 |
0.30~1.00 |
— |
— |
0.040 |
0.070 |
ZGMn13-3 |
0.95~1.35 |
11.00~14.00 |
0.30~0.80 |
— |
— |
0.035 |
0.070 |
ZGMn13-4 |
0.90~1.30 |
11.00~14.00 |
0.30~0.80 |
1.50~2.50 |
— |
0.040 |
0.070 |
ZGMn13-5 |
0.75~1.30 |
11.00~14.00 |
0.30~1.00 |
— |
0.9~1.20 |
0.040 |
0.070 |
由于含锰量和含碳量较高,钢的铸态组织为奥氏体及碳化物,经1050°C左右加热水淬处理(通常称为水韧处理)后,绝大部分碳化物固溶于奥氏体中,钢的组织为单相奥氏体或奥氏体加少量碳化物,因此该钢具有良好的塑性和韧度,而且裂纹扩展速率很低,使用安全可靠。该钢的另一主要特点是,在较大的冲击载荷或接触应力的作用下,表面层迅速产生加工硬化,表面硬度急剧升高(可达500~700HBW),因此具有良好的耐磨性;而内部则仍保持有良好的韧度,可在使用以前,用机械或爆炸等方法使之表面加工硬化(>450HSB)。
这类钢特别适用于冲击磨料磨损和高应力碾碎磨料磨损工况,常用于制造球磨机衬板,锤式破碎机锤头,颚式破碎机颚板,圆锥破碎机轧臼壁、破碎壁,挖掘机斗齿、斗壁,铁道岔道,拖拉机和坦克的履带板等抗冲击、抗磨损的铸件。