高铬

高铬铸铁

作者：卢洪波

高铬白口抗磨铸铁（以下简称高铬铸铁）是一种因性能优良而特别受到业内重视的抗磨材料。在耐磨性上，它比合金钢高得多；在韧性、强度上，它又比一般白口铸铁高得多；同时，它还兼有良好的抗高温和抗腐蚀性能，而且生产便捷、成本适中，因此成为当代最优良的抗磨料磨损材料之一。

高铬铸铁属金属耐磨材料中抗磨铸铁类铬系抗磨铸铁的一个重要分支，是继普通白口铸铁、镍硬铸铁之后发展起来的第三代白口铸铁。高铬铸铁一般指含铬量在11%~30%、含碳量在2.0%~3.6%范围的合金白口铸铁。早在1917年就出现了第一个高铬铸铁专利。我国抗磨白口铸铁国家标准（G B /T 8623）规定了高铬白口铸铁的牌号、成分、硬度及热处理工艺和使用特性。

美国高铬铸铁执行标准为A S T M A 532M ，英国为B S 4844，德国为D I N 1695，法国为N F A 32401。俄罗斯在前苏联时期曾研制了含铬量12%~15%、含锰量3%~5.5%、壁厚达200m m 的球磨机衬板，现执行ГO C T 7769标准。特别值得一提的是，美国克莱梅克斯（C l i m a x ）钼业公司曾在近一个世纪的时间里，为抗磨白口铸铁的发展做出了卓越的贡献。1928年，该公司首先发明了镍硬铸铁，从而将抗磨铸铁技术推向了一个空前的高度。1974年，为纪念国际G I F A ，该公司在杜赛尔多夫展览会上展示了其名为“神秘1号”和“神秘2号”的经典高铬抗磨铸铁153（C r 15M o 3）和1521（C r 15M o 2C

u ）。目前，克莱梅克斯公司执行的高铬铸铁标准见附表所示。栏主特别提示大家，这是非常值得一看的。

对高铬铸铁的规模化工业应用，发达国家始于上世纪60年代。我国则于1969年，由当时的机械工业部与新日铁公司及八幡厂技术实验中心联合在武钢进行了轧钢实验，并取得了很好的效果。很快，由国防工业出版社出版的第一部较为全面、详细地向国内读者介绍高铬铸铁化学成分、合金元素的影响及熔炼和热处理相关问题的图书———《高铬铸铁轧辊的力学性能》问世。而我国在抗磨料磨损方面的应用研究，则始于1973年西安交大铸工教研室与西安电力机械厂开始进行的电厂制粉系统易损件的攻关。他们于1980年编译出版了对我国耐磨材料行业有重要贡献的《磨料磨损与耐磨合金译文集》。这本内容近300页、价格0.95元人民币的专著，可谓影响了整整一代耐磨材料工作者。到了1986年，由西安交大周庆德教授在多年的教学研究基础上总结编纂的真正具有中国特色与极强技术指导和工艺实操性的《铬系抗磨铸铁》一书出版。都说“好书育人”，这本蓝色封面八开的论文集，可谓是“好书中的好书”！当时正值我国铸造工业感应电炉如2000年水泥工业的N S P 窑一般，因技术成熟、造价大幅度降低而猛烈推广之际，不经意间成了我国高铬抗磨技术起飞的助推器之一。

栏主生平在磨机衬板研究中的得意之事之一，便是于1988年初安装在河南香山集团（前身为河南偃师水泥厂）椎2.2×6.5m 水泥磨的高铬沟槽衬板满负荷运转至2000年，共计运行了12年，至今未见有

人打破纪录。前些日子搬家，在一堆旧书、旧报、旧相片中，一本发黄的工作日志跃入眼中，一下儿打开了尘封20年的记忆。内中详细记载了当时根据《铬系抗磨铸铁》论文集中的参数和市面合金价格而设计的该套衬板的化学成分。至于热处理工艺则是全文照搬。生产运转一次成功，各种性能数据与文中几乎不差分毫。要知道，该厂过去是1台水泥磨1年换1套高锰钢衬板，这套新安装的高铬沟槽衬板为该厂节省了10余套衬板资金不说，12年间光拆卸衬板就节省了10次以上。日后，再来到该厂，面对该厂干部职工的声声赞誉，甚有一个材料工作者的自豪感与成就感，也就越发感谢这本书的编者周庆德先生和其他老师们。如今，时隔20多年，我仍清晰地记得当时拿到这本书时的情景：那是在1987年早春的一个下午，当我迫不及待地从驻马店邮局营业员手中取到这本书时，就如高尔基描写的：像一个扑在面包上的饿汉子。在回工厂宿舍的路上，我一手推着自行车，一手拿着书目不转睛地看着。渐渐天色已黑，干脆一屁股坐在路边一块冰冷的石头上，就着昏暗的路灯一口气儿读完时，才发觉肚子已饿得咕噜咕噜直叫。抬头看着深邃的夜空中那些明亮的星星，心里顿时敞亮了许多……从此，这本书不知伴我度过了多少个不眠之夜，帮助我解决了多少个高铬铸铁生产应用中的问题。时间过得真快，一晃已过去了20多年。当年情景，历历在目，栏主的眼角湿润了……

前年，惊闻周庆德先生辞世，一时间阵阵酸楚涌上心头。周庆德先生是中国最顶尖的工科院校西安交大的耐磨材料学术带头人，堪称一代耐磨材料大师。先生一生光明磊落，不仅桃李满天下，科研成果更

是丰硕满枝。先生的文章、专著是含金量最多的，没有把握的数据从不妄下结论，而是实事求是，直接提出疑问及下阶段建议。栏主前段在重读先生20年前与他的弟子燕平所著的《高铬铸铁加硼》及前几年与其弟子赵四勇合著的《关于高锰钢若干问题》二文，其扎实的文笔真是让人敬佩。对于学术界一度流行的造假之风，先生更是深恶痛绝，每每口诛笔伐、慷慨激昂。记得在一次全国学术大会上，先生对当时流行的“中锰球铁”猛烈开炮，全不顾人情世故大声斥责其为“伪科学”。栏主与台下众人皆以热烈掌声向先生实事求是的科学精神表达心中的折服和敬意。而今先生驾鹤西归，唯愿先生一路走好，相信先生在天国也一定会祈福他所热爱并为之奋斗一生的中国耐磨材料事业逢勃发展。

言归正传。有朋友曾不解地问：“卢总，你说高铬铸铁很耐磨，其耐磨性可以轻而易举地超过高锰钢几倍或更多，这我们相信。但超过同等硬度合金钢耐磨性几倍是怎么回事呢？是否违背了磨损公式关系图呢？”其实，这恰恰是高铬铸铁与常规耐磨材料的不同之处，高铬铸铁超过同等硬度合金钢耐磨性几倍甚至更多，是否与磨损公式关系相违背呢？答案是否定的。常规合金钢淬火后一般得到单一高硬度基体（如马氏体组织），而高铬铸铁不同，它得到的是高硬度马氏体基体上弥散分布的更高硬度的碳化物组织。前面的内容中说过，合金钢单一高硬度基体就如干硬的土地，而高铬铸铁则是干硬土地中埋设的大量的坚硬石块，农民要犁后面这样的地算是倒了大霉了。