我国水泥磨机的耐磨衬板选用哪种材料研制

改革开放30多年来，我国水泥磨机衬板耐磨材料的研究和使用得到了飞速发展。各类合金钢、高铬钢及高铬铸铁、各类高锰钢等广泛用在各种规格磨机的不同部位上。

我国部分水泥厂水泥磨机、磨头衬板、锤头等受高冲击的耐磨部位，曾使用的奥氏体锰钢耐磨材料的化学成分与性能。

近年来我国耐磨材料企业研制和生产出多种合金钢耐磨材料，在球磨机中等冲击力的工况条件下使用，具有良好的效果。应用广泛的主要合金钢系列耐磨材料的化学成分、性能、使用范围及有关生产厂家。

我国耐磨材料企业生产的各类高硬度高铬耐磨铸铁的化学成分、性能、使用范围及有关生产厂家可知，我国水泥磨机衬板耐磨材料根据不同规格不同部位采用不同的耐磨材料。球磨机前采用挤压辊磨，其1、2仓衬板可广泛采用高铬铸铁及高铬铸钢。大部分磨机衬板耐磨材料以各类合金钢为主，分别采用水淬、油淬、空淬等热处理方法。

根据我国金属资源具体情况，从节约资源和生产成本上考虑，水泥球磨机衬板耐磨材料应该以各类合金钢为主。对前置辊压机的水泥球磨机，可采用Cr13或Cr15无钼的高铬铸铁、高铬铸钢。各类合金钢根据不同的热处理方法，选择不同的金属元素及不同的含量。

（1）含碳量的确定。 碳(C)扩大γ相区，降低Ms点，提高淬透性；碳是影响合金钢强度、硬度、韧性和淬透性的主要元素。碳量过高，钢中碳化物量过多，热处理后形成的是高碳片状马氏体，钢的硬度高而韧性低，而且热处理容易开裂；碳量过低铸件淬硬性不足，硬度低耐磨性不足。碳含量对合金钢的冲击韧性和硬度有显著影响，在相同的热处理条件下，随着碳含量的增加，合金钢硬度趋于增高，而冲击韧性趋于降低。基于上述分析，根据不同的热处理方法，含碳量为0.30%～0.65%。

（2）含铬量的确定。铬(Cr)固溶于奥氏体中起固溶强化作用，提高钢的淬透性，铬元素对合金钢奥氏体转变曲线有较大的影响，增加铬不仅大幅度提高合金钢的淬透性，适合于空淬和油淬，而且铬使珠光体区和奥氏体区分离，淬火中得到马氏体的同时也能得到一定量的贝氏体，提高钢的强韧性；铬不能固溶强化基体，提高钢的耐腐蚀性能，同时铬与碳结合形成多种合金碳化物。当含铬量增加到3.0%即可形成合金碳化物。有资料介绍，1.0%C和4.0%Cr的钢，其组织中除铁素体和渗碳体(Fe,Cr)3C以外，又出现新的碳化物相(Cr,Fe)7C3；铬含量增加到5.0%时，钢中的(Fe,Cr)3C变成亚稳相，仅有铁素体和合金碳化物(Cr,Fe)7C3。铬与碳的结合的能力大于铁和锰，因此可以在渗碳体中置换部分铁原子形成含铬的合金渗碳体(Fe,Cr)3C。当含铬较高时可形成复杂型含铬碳化物，在钢中弥散分布，起到沉淀强化作用；铬固溶在奥氏体中提高钢的淬透性，使钢在热处理条件下的强度和硬度都得到提高，所以铬含量控制在3.5%～5.5%。

（3）含锰量的确定。锰大部分溶入铁素体，强化基体，提高强度、硬度和耐磨性；一部分锰在钢中易形成(FeMn)3C型碳化物，极少溶于α-Fe和γ-Fe中，使奥氏体等温转变曲线右移，提高淬透性；但锰是过热敏感元素，加热温度过高会引起晶粒粗大，增加回火脆性和残余奥氏体量，因此在合金钢中控制锰含量0.8%～1.2%，低碳硅锰钢控制锰在1.0%～1.4%。

（4）含硅量的确定。硅无限固溶于铁素体中，提高屈服强度，提高屈强比(σs/σb)，硅在1.0%左右，不降低韧性，硅大于2.0%时韧性明显降低，增加回火脆性，硅溶于α-Fe和γ-Fe中，缩小γ相区，使奥氏体等温转变曲线右移，提高淬透性；硅强烈降低钢的预热性，促使晶粒粗化，增加热裂倾向。合金钢中当硅主要起脱氧作用时控制硅在0.3%～0.7%，对于低碳硅锰钢让其起强化作用时控制硅在1.2%～1.7%。

（5）含钼量的确定。钼明显提高钢的淬透性，固溶强化基体。钼促使C曲线中珠光体区和贝氏体区分离，并对珠光体区的推移较大，有利于淬火贝氏体形成。钼与铬、锰导致回火脆性的元素配合使用，能抑制和降低回火脆性。钼元素分布在共晶碳化物和基体组织之间，钼固溶在奥氏体中提高淬透性，增加奥氏体的硬度和耐磨性，特别是提高组织硬度的均匀性。钼能细化碳化物，提高材料的综合机械性能，在不降低硬度的情况下，提高韧性和耐磨性, 在合金钢中钼是不可缺的合金元素。但钼价格高，一般加入0.2%～0.5%，中小型磨机衬板可不加钼，用其它元素代替，但不能全部代替，厚大铸件仍应加入适量的钼，提高淬透性，提高综
合机械性能。

（6）含镍量的确定。镍和碳不形成碳化物，它是形成和稳定奥氏体的主要合金元素。镍和铁以互溶的形式存在于钢中的α相和γ相中，使之强化，并通过细化α相的晶粒改变钢的低温性能，特别是韧性。