《贝氏体钢机衬板的研究》

贝氏体钢机衬板的研究具有重要意义。贝氏体钢是一种新型的耐磨材料。在研究中，首先要关注其成分设计，通过调整合金元素的配比，来优化贝氏体钢的性能。其制造工艺是关键，如热处理过程影响贝氏体的组织形态和分布，这直接关联到衬板的耐磨、抗冲击等性能。研究还涉及对贝氏体钢机衬板的微观结构分析，探究贝氏体的类型、尺寸和相组成等。与传统衬板相比，贝氏体钢机衬板在使用寿命、可靠性等方面表现出优势，能够降低设备维护成本，提高生产效率，在矿山、冶金等众多行业有着广阔的应用前景。

摘 要：文章介绍一种新型贝氏体耐磨衬板，从理论和现场漏斗测试方面，分析了贝氏体衬板的耐磨机理，说明贝氏体衬板具有硬度高、韧性好、成本低等优点。
    关键词：散货；衬板；高寿命；耐磨性；B下 M
    1 引言
    作为漏斗和导板等的内衬，衬板的寿命在很大程度上影响着港口、矿山散货作业效率，作业方总是期望得到免维护的长寿命耐磨衬板。因此，提高衬板寿命、降低其在散货设备上的更换频率是许多研究者面临的重要课题。
    对于衬板材料单纯提高韧性会导致磨损加剧，只提高硬度又易发生剥落甚至开裂。贝氏体钢是一种兼有良好韧性和高耐磨性的材料，是散货作业设备上值得推广使用的新型衬板材料。
    2 贝氏体钢衬板的制作与应用
    2.1 制作
    试验用贝氏体钢成分以Mn-Si为主，以部分Cr代Mn，加少量其它合金元素。主要化学成分（%）：0.35-0.6C；1.5-4Mn；0.15-3.0Si；0.2-3Cr等。贝氏体钢用250kg中频感应电炉以及1.5t电弧炉冶炼，浇注成型进行磨损实验和实际应用。
    2.2 实验
    经测定，铸态贝氏体钢屈服强度为1100～1400MPa；硬度为50～56HRC，且沿截面相差不大；缺口韧度为αk≥120KJ/m2。贝氏体钢显微组织主要是深色B下针片团和M基体，以及碳化物和少量残留奥氏体， 磨料磨损试验结果如表1，设备：MLS-225型湿砂橡胶轮式实验机，磨料：1000克的水和1500克的石英砂（石英砂的目数为50～70），橡胶轮转数为1000转，载荷为70N。
    2.3 应用
    将试验用各种材料衬板安装在港口漏斗、导板上进行实际应用，磨损结果如图3，与MM20测量结果相符。
    3 分析讨论
    目前广泛应用的耐磨材料主要有：高锰钢、马氏体铸铁、高铬铸铁和低、中合金耐磨钢。高锰钢屈服强度过低，冲击程度不足，在散货作业中无用武之地。低、中碳合金马氏体钢有较好的强韧性，但淬透性差、淬硬性低，故耐磨性较差、寿命低。高碳合金马氏体钢和高铬铸铁热处理后基体往往转变成为硬脆马氏体，韧性太差，使用中易剥落甚至开裂。
    磨损过程就是接触表面硬化、分层、剥落的过程，就是裂纹的萌生与扩展的过程，抗变形能力越强，强度越高，磨损率越低，但冲击磨损与材料的断裂韧性指标有关。
    贝氏体钢显微组织主要是B下 M，片状下贝氏体受到马氏体强烈压缩，产生加工硬化，同时下贝氏体含量增加使马氏体板条束变细，如此形成的界面强化能提高强度；加入的多种少量合金元素使下贝氏体含量到达一定值时，钢的抗拉强度和屈服极限都到达最大值。下贝氏体的存在同样增加了复合组织塑性和韧性，而且由于组织的有效晶粒细小，单位裂纹扩展的途径变短，钢的韧性也相应提高。所以贝氏体钢更适合于衬板制作。
    4 结论
    ①贝氏体钢衬板组织细密，显微组织主要是B下 M，硬度达55HRC左右，冲击韧性≥120KJ/m2。
    ②贝氏体钢优异的耐磨性来源于良好韧性和高硬度的搭配，特别是韧性的贡献。
    ③贝氏体钢衬板耐磨性优于其他常用衬板材料，与高铬铸铁相当，成本低，磨损寿命长，是理想的衬板材料。
    参考文献：
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原文网址：http://www.pipcn.com/research/200905/12931.htm