《低合金耐磨鋼》ppt課件

1、一、概一、概 述述低合金耐磨鑄鋼是低合金耐磨鑄鋼是2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代以年代以后開展起來的一種耐磨資料，這種后開展起來的一種耐磨資料，這種鋼以廢鋼為主要原資料，添加少量鋼以廢鋼為主要原資料，添加少量合金元素，鑄呵斥型，并經(jīng)適當(dāng)熱合金元素，鑄呵斥型，并經(jīng)適當(dāng)熱處置，獲得良好強(qiáng)韌性，滿足不同處置，獲得良好強(qiáng)韌性，滿足不同運(yùn)用要求，而且有相當(dāng)大的開展?jié)撨\(yùn)用要求，而且有相當(dāng)大的開展?jié)摿蛷V泛運(yùn)用前景。力和廣泛運(yùn)用前景。二、低合金耐磨鋼的優(yōu)點(diǎn)二、低合金耐磨鋼的優(yōu)點(diǎn)1 1、較高的硬度與耐磨性、較高的硬度與耐磨性低合金鋼的硬度主要決議于鋼的含碳量與熱處低合金鋼的硬度主要決議于鋼的含碳量與熱處置工藝。

2、低合金鋼的硬度高于水韌處置后高錳置工藝。低合金鋼的硬度高于水韌處置后高錳鋼的硬度，因此具有較高的耐磨性。鋼的硬度，因此具有較高的耐磨性。2 2、良好的韌性和脆斷抗力、良好的韌性和脆斷抗力低合金鑄鋼在硬度大于低合金鑄鋼在硬度大于HRC60HRC60的前提下，沖擊的前提下，沖擊韌性可達(dá)韌性可達(dá)2040J2040Jcmcm，低于高錳鋼但優(yōu)于各，低于高錳鋼但優(yōu)于各類鑄鐵。低合金鋼具有良好的硬度與韌性的綜類鑄鐵。低合金鋼具有良好的硬度與韌性的綜合性能，而且經(jīng)過改動化學(xué)成分與熱處置工藝合性能，而且經(jīng)過改動化學(xué)成分與熱處置工藝可以得到不同的性能可以得到不同的性能 3 3、較高的淬透性、較高的淬透性中、高碳低

3、合金鋼經(jīng)過適當(dāng)?shù)暮辖鸹?，中、高碳低合金鋼?jīng)過適當(dāng)?shù)暮辖鸹?，具有很高的淬透性，能使具有很高的淬透性，能?00mm200mm厚的鋼截厚的鋼截面淬透，或使一定厚度截面的零件空冷，面淬透，或使一定厚度截面的零件空冷，可獲得馬氏體組織，以減少工件淬火時(shí)可獲得馬氏體組織，以減少工件淬火時(shí)的變形與開裂。的變形與開裂。4 4、良好的工藝性、良好的工藝性 低合金鋼可根據(jù)工件的運(yùn)用要求與工廠低合金鋼可根據(jù)工件的運(yùn)用要求與工廠的消費(fèi)條件，采用最合理的消費(fèi)方式與的消費(fèi)條件，采用最合理的消費(fèi)方式與工藝。如鑄，鍛、軋，焊和機(jī)加工等，工藝。如鑄，鍛、軋，焊和機(jī)加工等，也可采用復(fù)合工藝。也可采用復(fù)合工藝。5 5、較好的經(jīng)濟(jì)

4、性、較好的經(jīng)濟(jì)性低合金鋼中常加元素如低合金鋼中常加元素如SiSi，MnMn，B B和稀土等，適當(dāng)參與和稀土等，適當(dāng)參與CrCr，MoMo，V V，TiTi，NiNi等合金元素，同時(shí)合金元等合金元素，同時(shí)合金元素參與量也少。易于推行與開展。素參與量也少。易于推行與開展。本錢低，經(jīng)濟(jì)效益高。本錢低，經(jīng)濟(jì)效益高。三、低合金鋼的成分設(shè)計(jì)根本原那三、低合金鋼的成分設(shè)計(jì)根本原那么么 根據(jù)磨損實(shí)際，耐磨性不是單純的物理根據(jù)磨損實(shí)際，耐磨性不是單純的物理量，在一定工況條件下，與材質(zhì)本身的量，在一定工況條件下，與材質(zhì)本身的強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性等有關(guān)，要想強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性等有關(guān)，要想提高耐磨性，就要提高材

5、質(zhì)的綜合機(jī)械提高耐磨性，就要提高材質(zhì)的綜合機(jī)械性能。既要保證足夠韌性，又要具備較性能。既要保證足夠韌性，又要具備較高硬度。為了使低合金耐磨鋼獲得上述高硬度。為了使低合金耐磨鋼獲得上述性能，那么要經(jīng)過合理的成分設(shè)計(jì)和適性能，那么要經(jīng)過合理的成分設(shè)計(jì)和適當(dāng)?shù)臒崽幹脕肀ＷC，對低合金鋼的成分當(dāng)?shù)臒崽幹脕肀ＷC，對低合金鋼的成分設(shè)計(jì)根本原那么是微量多元化，并留意設(shè)計(jì)根本原那么是微量多元化，并留意結(jié)合資源特點(diǎn)，主要元素有；碳、錳、結(jié)合資源特點(diǎn)，主要元素有；碳、錳、硅、鉻、鉬、硼和稀土等。硅、鉻、鉬、硼和稀土等。3.1 3.1 碳及合金元素的作用碳及合金元素的作用3.1.1 3.1.1 碳碳鋼中的含碳量主要決

6、議于零件的工況條件。鋼中的含碳量主要決議于零件的工況條件。低碳鋼低碳鋼(0.2(0.20.30.3C)C)淬火后獲得低碳板淬火后獲得低碳板條馬氏體組織，其韌性高，并具有適當(dāng)?shù)挠矖l馬氏體組織，其韌性高，并具有適當(dāng)?shù)挠捕榷?HRC40(HRC4050)50)，適用于要求韌性高，耐磨，適用于要求韌性高，耐磨性較低的工件。性較低的工件。高碳鋼高碳鋼(0(0。6 60 09 9C)C)淬火后的顯微組淬火后的顯微組織以片狀孿晶馬氏體為主，硬度高織以片狀孿晶馬氏體為主，硬度高(HRC60)(HRC60)，脆性大，適用于要求耐磨性高、，脆性大，適用于要求耐磨性高、韌性較低的工件。韌性較低的工件。中碳鋼中碳鋼(

7、0.4(0.40.60.6C)C)淬火后是混合型馬淬火后是混合型馬氏體組織，適用于要求較高耐磨性和足夠韌氏體組織，適用于要求較高耐磨性和足夠韌性的工件。性的工件。3.1.2 3.1.2 錳錳錳在鋼中一部分溶于固溶體，另一部錳在鋼中一部分溶于固溶體，另一部分構(gòu)成合金滲碳體分構(gòu)成合金滲碳體(Fe(Fe，Mn)3CMn)3C，其主，其主要優(yōu)點(diǎn)是顯著提高鋼的淬透性，普通要優(yōu)點(diǎn)是顯著提高鋼的淬透性，普通含量小于含量小于2 2。錳還降低。錳還降低MsMs點(diǎn)，淬火組點(diǎn)，淬火組織中剩余奧氏體增多。錳的不利影響織中剩余奧氏體增多。錳的不利影響是添加鋼的過熱敏感性，易使鋼的晶是添加鋼的過熱敏感性，易使鋼的晶粒粗化

8、。另外還添加鋼的回火脆性。粒粗化。另外還添加鋼的回火脆性。3.1.3 3.1.3 硅硅硅在鋼中只溶于固溶體，不構(gòu)成硅在鋼中只溶于固溶體，不構(gòu)成碳化物，使鐵素體固溶強(qiáng)化，并碳化物，使鐵素體固溶強(qiáng)化，并能提高鋼的回火軟化抗力，推遲能提高鋼的回火軟化抗力，推遲第一類回火脆性。其含量普通小第一類回火脆性。其含量普通小于于1.51.5，硅含量過高會降低鋼，硅含量過高會降低鋼的塑性和韌性，提高韌的塑性和韌性，提高韌- -脆性轉(zhuǎn)脆性轉(zhuǎn)變溫度，添加鋼的脫碳傾向。變溫度，添加鋼的脫碳傾向。3.1.43.1.4鉻鉻 鉻在鋼中既能溶于固溶體，又能鉻在鋼中既能溶于固溶體，又能構(gòu)成碳化物。鉻能使固溶體強(qiáng)化構(gòu)成碳化物。鉻

9、能使固溶體強(qiáng)化并提高鋼的淬透性和回火穩(wěn)定性。并提高鋼的淬透性和回火穩(wěn)定性。低合金鋼中含鉻量普通小于低合金鋼中含鉻量普通小于2 2( (最高可達(dá)最高可達(dá)4 4) )。其主要缺陷是。其主要缺陷是添加鋼的回火脆性。添加鋼的回火脆性。3.1.5 3.1.5 鉬鉬鉬在鋼中既可溶于固溶體也能構(gòu)鉬在鋼中既可溶于固溶體也能構(gòu)成碳化物，它固溶于鋼中能顯著成碳化物，它固溶于鋼中能顯著提高鋼的淬透性及回火穩(wěn)定性，提高鋼的淬透性及回火穩(wěn)定性，改善鋼的韌性，并能降低或抑制改善鋼的韌性，并能降低或抑制回火脆性。低合金鋼中含鉬量普回火脆性。低合金鋼中含鉬量普通小于通小于0.50.5 ( (最高達(dá)最高達(dá)1%)1%)，鉬，鉬還

10、能顯著提高鋼的高溫強(qiáng)度。還能顯著提高鋼的高溫強(qiáng)度。3.1.63.1.6鎳鎳 鎳只溶于固溶體，不構(gòu)成碳化物，能提鎳只溶于固溶體，不構(gòu)成碳化物，能提高鋼的淬透性，特別是與鉻、鉬等合金高鋼的淬透性，特別是與鉻、鉬等合金元素共同參與鋼中時(shí)，其作用更強(qiáng)。鎳元素共同參與鋼中時(shí)，其作用更強(qiáng)。鎳在產(chǎn)生固溶強(qiáng)化的同時(shí)，還提高鋼的塑在產(chǎn)生固溶強(qiáng)化的同時(shí)，還提高鋼的塑性與韌性。鎳不僅提高鋼的常溫塑性和性與韌性。鎳不僅提高鋼的常溫塑性和韌性，而且能改善鋼的低溫韌性，降低韌性，而且能改善鋼的低溫韌性，降低鋼的韌鋼的韌- -脆性轉(zhuǎn)變溫度。鎳在低合金鋼中脆性轉(zhuǎn)變溫度。鎳在低合金鋼中含量普通小于含量普通小于1 1。3.1.7

11、 3.1.7 硼硼微量硼微量硼0.0010.0010.0030.003能能劇烈提高鋼的淬透性。但含硼量劇烈提高鋼的淬透性。但含硼量過高在晶界構(gòu)成硼化物使鋼的脆過高在晶界構(gòu)成硼化物使鋼的脆性增大。此外在適當(dāng)?shù)暮辖鹪匦栽龃?。此外在適當(dāng)?shù)暮辖鹪? (主要是錳，鉬等主要是錳，鉬等) )配合下，空冷配合下，空冷可獲得貝氏體組織?？色@得貝氏體組織。3.1.8 3.1.8 鈦、釩、鈮鈦、釩、鈮鋼中參與微量的鈦，釩及鈮等合鋼中參與微量的鈦，釩及鈮等合金元素能構(gòu)成碳化物和氮化物，金元素能構(gòu)成碳化物和氮化物，可細(xì)化組織，改善韌性，適當(dāng)添可細(xì)化組織，改善韌性，適當(dāng)添加耐磨性。加耐磨性。3.1.93.1.9稀土元

12、素稀土元素我國稀土元素資源豐富，它在鋼我國稀土元素資源豐富，它在鋼中的作用主要是脫氧，去硫、凈中的作用主要是脫氧，去硫、凈化鋼液，改善夾雜物的形狀和分化鋼液，改善夾雜物的形狀和分布，細(xì)化晶粒，改善鑄造組織，布，細(xì)化晶粒，改善鑄造組織，提高鋼的常溫及低溫韌性，改善提高鋼的常溫及低溫韌性，改善鋼的質(zhì)量。鋼的質(zhì)量。四、低合金耐磨鋼的類型四、低合金耐磨鋼的類型4.1 4.1 水淬低合金耐磨鑄鋼水淬低合金耐磨鑄鋼ZG30CrMnSiMoTiZG30CrMnSiMoTi低合金耐磨鋼是低合金耐磨鋼是針對礦山球磨機(jī)錘頭和襯板的工針對礦山球磨機(jī)錘頭和襯板的工況條件而研討的一種水淬耐磨鋼，況條件而研討的一種水淬耐

13、磨鋼，它具有強(qiáng)度、硬度和韌性相配合它具有強(qiáng)度、硬度和韌性相配合的特點(diǎn)，具有寬廣的運(yùn)用前景。的特點(diǎn)，具有寬廣的運(yùn)用前景。ZG30CrMnSiMoTiZG30CrMnSiMoTi的化學(xué)成分為：的化學(xué)成分為：0.280.280.35%C0.35%C，1.21.21.6%Si, 1.6%Si, 1.21.21.7%Mn, 1.01.7%Mn, 1.01.5%Cr1.5%Cr， 0.30.30.5%Mo0.5%Mo，0.060.060.12%Ti0.12%Ti。ZG30CrMnSiMoTiZG30CrMnSiMoTi的熱處置工的熱處置工藝藝:900:900水淬和水淬和250250回火?；鼗?。ZG30Cr

14、MnSiMoTiZG30CrMnSiMoTi的力學(xué)性能：的力學(xué)性能：b1650, s1400, k=80, b1650, s1400, k=80, HRC=56HRC=56。4.2 4.2 油淬低合金耐磨鑄鋼油淬低合金耐磨鑄鋼ZG50Cr2MnSiNiMoZG50Cr2MnSiNiMo耐磨鋼是針對破耐磨鋼是針對破碎機(jī)錘頭而研制的一種新型耐磨碎機(jī)錘頭而研制的一種新型耐磨資料。由于破碎機(jī)的錘頭磨損嚴(yán)資料。由于破碎機(jī)的錘頭磨損嚴(yán)重，為了提高錘頭的運(yùn)用壽命，重，為了提高錘頭的運(yùn)用壽命，開發(fā)研制的該資料錘頭。該錘頭開發(fā)研制的該資料錘頭。該錘頭廣泛運(yùn)用于礦山、電力、建材等廣泛運(yùn)用于礦山、電力、建材等行業(yè)，

15、該錘頭運(yùn)用壽命比高錳鋼行業(yè)，該錘頭運(yùn)用壽命比高錳鋼提高提高1 1倍以上。倍以上。ZG50Cr2MnSiNiMoZG50Cr2MnSiNiMo的化學(xué)成分為：的化學(xué)成分為：0.450.450.65%C0.65%C， 1.5 1.52.5%Cr2.5%Cr， 1.21.21.5%Mn1.5%Mn，0.80.81.2%Si1.2%Si， 0.50.51.2%Ni1.2%Ni，0.30.30.4%Mo0.4%Mo。ZG50Cr2MnSiNiMoZG50Cr2MnSiNiMo的熱處置工藝為：的熱處置工藝為：920920940940淬火，淬火，320320340340回火。回火。ZG50Cr2MnSiNiM

16、oZG50Cr2MnSiNiMo的性能為：的性能為：k=12J/cm2, HRC=54k=12J/cm2, HRC=54。耐磨合金鋼分為三類耐磨合金鋼分為三類1 1、第一類耐磨低合金鋼，合金元素、第一類耐磨低合金鋼，合金元素總質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超越總質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超越5%5%。2 2、第二類耐磨中合金鋼，合金元素、第二類耐磨中合金鋼，合金元素的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%-10%5%-10%。3 3、第三類耐磨高合金鋼，合金元素、第三類耐磨高合金鋼，合金元素總質(zhì)量分?jǐn)?shù)超越總質(zhì)量分?jǐn)?shù)超越10%.10%.1 1、耐磨低合金鋼、耐磨低合金鋼ZG30Cr1Si1MnREBZG32Ni2CrMoREZG30CrS

17、i1MnMoVZG35Cr2Si1MnMoZG38Mn2SiREBZG40Si2Cr1MnMoVZG50Cr2Ni1SiMnMoZG60Cr2Si1MnMoNiZG75Cr2Mn2SiMoREBZG86Cr2SiMo2 2、耐磨中合金鋼、耐磨中合金鋼ZG35Cr4Mo1W1SiVZG40Cr3Si1MnMoVZG50Cr5SiMoREZG52Mn3Si2Cr1MoREZG55Cr2SiMnCuMoZG60Cr4MoVREZG75Cr6SiMnMoREZG90Cr5SiMnMoRE3 3、耐磨高合金鋼、耐磨高合金鋼ZG22Cr8Ni2MoTiREZG22Cr8Ni2MoTiREZG55Cr25N

18、i3MnSiMoREZG55Cr25Ni3MnSiMoREZGCr13SiMoZGCr13SiMoZGW6Mo5Cr4VAlREZGW6Mo5Cr4VAlREZGCr12V8Co7MoWZGCr12V8Co7MoWZGV5Cr5MoWCoNbNiZGV5Cr5MoWCoNbNi五、低合金耐磨鑄鋼的熔煉消費(fèi)五、低合金耐磨鑄鋼的熔煉消費(fèi) 原資料原資料低合金耐磨鑄鋼的原資料主要有廢低合金耐磨鑄鋼的原資料主要有廢鋼、回爐鋼件、鐵合金錳鐵、鉻鋼、回爐鋼件、鐵合金錳鐵、鉻鐵、硅鐵、鉬鐵、鎳鐵等。鐵、硅鐵、鉬鐵、鎳鐵等。 熔煉設(shè)備熔煉設(shè)備普通情況下，熔煉低合金耐磨鑄鋼普通情況下，熔煉低合金耐磨鑄鋼主要運(yùn)用中頻感應(yīng)電爐、電弧爐。主要運(yùn)用中頻感應(yīng)電爐、電弧爐。 熔煉工藝中頻感應(yīng)電爐熔煉工藝中頻感應(yīng)電爐按比例參與廢鋼、回爐鋼件和鐵合金，按比例參與廢鋼、回爐鋼件和鐵合金，熔煉時(shí)鉻鐵、鉬鐵和鎳鐵等隨廢