1930年以前，國(guó)際上應(yīng)用的耐磨材料以ZGMn13 (Hadfield sleel)為主。材料科學(xué)工作者對(duì)ZGMn 13給予了充分研究，發(fā)現(xiàn)在高應(yīng)力狀態(tài)下(如強(qiáng)烈沖擊或擠壓載荷)，使ZGMn13產(chǎn)生加工硬化，形成一層硬而耐磨的外殼，才能抵抗磨損。但眾多耐磨件工作在中低應(yīng)力狀態(tài)下，不能使ZGMn13充分加工硬化，故其耐磨性不能充分發(fā)揮。
從應(yīng)力狀態(tài)分，中低應(yīng)力磨損占90%以上，高應(yīng)力狀態(tài)磨損只占5%左右。給ZGMn 13提出了挑戰(zhàn)，要求在中低應(yīng)力狀態(tài)下也能加工硬化，抵御磨損。為了增加ZGMnl3自身的加工硬化能力，多年來(lái)進(jìn)行下述四個(gè)方面的研究，以提高ZGMn 13的抗磨性。
1)細(xì)化晶粒，以促進(jìn)應(yīng)力狀態(tài)下位錯(cuò)密度的增加。
2)降低Mn含量，以降低ZGMn13奧氏體穩(wěn)定性，達(dá)到加速加工硬化能力。
3)加人Cr,Mo,V,Ti等元素，改善ZGMnl3性能，井在奧氏體基體上彌散析出碳化物，增強(qiáng)抗磨性。
4)加人稀土元素，一方面可細(xì)化晶粒，更主要的能使層錯(cuò)能降低，增加加工能力。
盡管進(jìn)行了卓有成效的研究，ZGMnl3抗磨性能和其他性能有了一定的改善，但對(duì)低應(yīng)力工況下服役的ZGMnl 3件，抗磨性能仍無(wú)根本的改善。由于 ZGMn1 3熱膨脹系數(shù)大，在大型水泥磨上發(fā)生脹裂機(jī)殼事件;無(wú)磁性，磨屑難以從磨料中磁選，影響耐火材料制品的質(zhì)量。自1980年后，高錳鋼逐漸從磨機(jī)襯板制造中被淘汰。
國(guó)外材料科學(xué)工作者，自1930年起至1980年止50年間，對(duì)10種耐磨材料作了系統(tǒng)研究和對(duì)比分析，排除了4種，并推薦下列4種材料，作為中低應(yīng)力工況下服役的主體抗磨材料。
中碳馬氏體耐磨鑄鋼;
高碳珠光體耐磨鋼;
高鉻白口耐磨鑄鐵;
鎳硬耐磨鑄鐵。
前兩種構(gòu)成本章要闡述的多元耐磨低合金鑄鋼。一些工業(yè)先進(jìn)國(guó)家已形成系列，并建立專業(yè)化生產(chǎn)廠，供用戶選用，表5一2為美國(guó)ESC(〕公司的12系列耐磨鑄鋼就屬于多組元低合金耐磨鑄鋼體系。它只告訴我們12系列鑄鋼系Cr一Ni 一Mo鋼，而沒有告訴其化學(xué)成分和熱處理工藝。組織若為馬氏體鋼時(shí)，主金相組織為板條馬氏體(亞結(jié)構(gòu)為位錯(cuò)馬氏體)四周包圍著殘留奧氏體薄膜。硬度低的鋼種為珠光體耐磨鋼。根據(jù)成分、熱處理工藝、組織、性能之間的關(guān)系，研究適合我國(guó)國(guó)情的新型低合金耐磨鋼。美國(guó)ESCO公司12系列給出的組織將是研究的關(guān)鍵。根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況，用國(guó)內(nèi)富產(chǎn)廉價(jià)的合多元素進(jìn)行成分設(shè)計(jì)，通過(guò)各種處理手段獲得所要求的組織，以期達(dá)到諸種性能指標(biāo)。
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