中国铸造耐磨材料的发展——兼介中国铸造耐磨材料产业技术路线图
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磨 损 、腐蚀 与断裂是材 料 的三 大失效方式 。
材 料磨 损是经 济 建设特 别 是工业 生产 中很 常见
Байду номын сангаас
的现 象 ，其 中又 以磨料 磨损 （ 括伴有 腐 蚀 和 包 粘着 磨 损 的磨 料磨 损） 最为 严重 。由此而 派生
出来 了一 个 日益 引起 人们 注 意 的产业—— 耐磨 材料 （ 耐磨件 ）产业 。本 文所 述 的铸 造耐 磨材 料及 耐磨 钢铁 铸件 主要 指用 于磨料 磨损 工 况 的 材料 和零部 件 。 现 已工程 化和产 业化 的铸 造 耐磨 材料 分为
创新 体 系建设 等 ６ 个领 域 ，通 过 １０ ０ 余位 耐磨 材
料 （ ）专家 和企业 家历 时 １ 件 年科 学 、有 效 、合 理论 证 ，提 出我 国铸造 耐磨 材料 产 业可 持续 发
展 的战 略规划 和 可实现 的技 术途 径 ，筛选 并 确
以下 ５ 大类 ：① 奥 氏体 锰 钢 （ Ｍｎ ３ 系列 、 含 ｌ钢
并 委托 暨南 大学 和 中 国铸 造协 会耐 磨 铸件 分会 作 为负 责单 位 ，组织 耐磨 材料 行业 内研发 和产 业 化业 绩 突出 的高等 院校 、科研 机 构 和企业 共
同承担该项 目。
磨 材 料产业 技 术历史 、现 状 、发展 方 向和研 发
路径
１ 耐磨材料
１１ 耐磨 材 料 的主要 特点 与应 用领域 。
材 、电力 、建筑 、机 械 、国 防 、船 舶 、铁 道 、
发 展模式 、时间节 点 以及实 施风 险分 析 ，旨在 为 耐磨 材 料 产业 相 关 的政 府 部 门 、行业 组织 、 企业 、高 等学 校 和研 究 院所提 供 耐磨材 料 产业
发展方 向 ，强有力地促进产 业发展 。
中 国铸造 耐磨 材料产业 技术路线 图［ Ｉ ］ 系统全
面 分 析 了我 国铸造 耐磨 材 料产 业 历 史 与 现状 ，
遵循 市 场需求 分 析一产 业 目标分 析 一技 术壁 垒
分析 一研 发需 求分 析 的路线 ［ ，以产业 链 为 主 ］ 线 ，包 括 耐 磨材 料 研 发 与应 用 、熔 炼 与铸 造 、 热处 理 、机 械加 工 、装 备制 造 、产 业共 性技 术
发展作 出 了重要 贡献 。但 在 产业 高速 发 展 的同 时 ，产 业技 术发 展水 平滞 后 ，技 术瓶 颈 制约 产 业 进步 等 问题 凸显 。为推 动我 国铸 造 耐磨 材 料 产业 的高 速和 良性 发展 ，２ １ 年 中 国铸造 协 会 ００ 决 定 制 定 中国铸 造 耐 磨材 料 产 业 技术 路 线 图 ，
煤炭 、化 工 和石化 等行 业 ，２ ０ 年 在 国 内磨 料 ０９
磨损 工况年 消耗钢 铁耐磨 材料 铸件 ３ ０ 以上 。 ５ 万ｔ 中国铸造 耐磨 材料 产业 为我 国经 济建 设 和社 会
本文结 合介 绍 中国铸 造耐 磨材 料产 业技 术
路线 图 主要 内容 ，重 点分 析和 论证 中国铸造 耐
建 材 、电力 、建筑 、机 械 、国防 、船舶 、铁道 、
磨 铸钢 得 以广泛 应用 的重 要原 因 。 以水泥球 磨 机 衬板 为例 ，２ 世 纪 ６ 年 代及 其之 前绝 大 多数 ０ ０ 衬 板采 用高 锰铸 钢 ，进入 ７ 年 代 以后 ，逐渐 使 ０ 用 了中碳低 合金 耐磨 铸钢 ，９ 年代 我 国又 开始 ０ 应用 中碳 中合金 耐磨铸钢 。 在Ｔ 业发 达 国家 中 ，低 合 金耐 磨铸 钢 多 为
Ｍｎ ７ 系列 、Ｍｎ ５ 和Ｍｎ 钢 系列） ｌ钢 ２钢 ７ ；② 耐磨 损 白 口铸 铁 （ 含高铬 、中铬 、低 铬 白 口铸 铁系 列） ；③非锰 系耐磨损 合金钢 （ 氏体锰钢 之外 奥
定 出全 面提升 我 国耐磨 材料 技术 水 平 的产业 目
的耐磨 合金钢） ；④耐 磨损球 墨铸铁 ；⑤耐 磨损
钢铁复合 材料 。 耐磨 钢铁材料虽 分为５ 大类 ，但 已经 产业化
标 和绩效 目标 ，梳 理 出实现 产业 目标 面临 的共
性 和关键 技术 难题 ，提 出产 业发 展 急待 解决 的
的 具 体 钢 （ ） 种 牌 号 却 已 铁
超过 百个 ，典 型牌号 也 有４ — ０ ５ 个 ，而 且 各 种 牌 号 的 生 产 ０ 工 艺 、力 学 性 能 和 工 业 应 用 效 果 均 有 不 同 ，如 此 逐 渐 形 成 了多 品 种 和 小 批 量 的耐 磨 件 生 产 特 点 ，也 由此 增 加 了
～
Ｅ
等工况 ，另据其 抗 高温 和耐腐 蚀特 性 可用 于 高
铸 ０／・６ ・ 造２ ２ ９ １９ ９
中低 冲击或 无 冲击 的磨损 丁况 逐渐 替代 了高锰
钢 并表 现 出卓越 的性 价 比 ，这 也是 中低 合 金耐
碎 磨料 磨 损 、低 应 力冲刷 磨料 磨损 、粘着 磨损 温磨 料磨损 和腐蚀磨料磨 损］ 况 。 ＿ 铸 造 耐 磨 材料 及 耐 磨铸 件 主要 用 于 冶金 、
耐磨 件 企 业 生 产 管 理 和 工 艺
操 作 的 难 度 。换 言 之 ，铸 造 耐磨 钢铁 件生 产企 业 的管 理 、 技 术 和生 产操作 要求 较 高 ， 当然耐磨件 的附加 值也较高 。
铸 造 耐 磨 材 料 及 耐磨 铸
件 的 主 要 特 点 是 硬 度 高 、强 度 高 和 韧 性 高 ，根 据 硬 度 、 强度 和 韧 性 的 匹 配 组 合 ，铸 造 耐 磨 材 料 及 耐磨 铸 件 可 用 于 冲 击 磨 料 磨 损 、高 应 力 碾
・
９ ８・ ２ ２ ９ 铸 造 ６ ０１ ／
庆 《造杂 创 白 年 — 祝铸 》志 刊 周 —
共 性研 发项 目，并 完成 项 目实施 的 主体 、技术
以钢铁 耐磨材 料及 产 品为 核心 的 中 国铸造
耐磨 材 料产业 已迅猛 发展 数 十年 ，以 节材 降耗 为 目标 的钢铁 耐 磨材料 产 品广 泛用 于 冶金 、建
材 料磨 损是经 济 建设特 别 是工业 生产 中很 常见
Байду номын сангаас
的现 象 ，其 中又 以磨料 磨损 （ 括伴有 腐 蚀 和 包 粘着 磨 损 的磨 料磨 损） 最为 严重 。由此而 派生
出来 了一 个 日益 引起 人们 注 意 的产业—— 耐磨 材料 （ 耐磨件 ）产业 。本 文所 述 的铸 造耐 磨材 料及 耐磨 钢铁 铸件 主要 指用 于磨料 磨损 工 况 的 材料 和零部 件 。 现 已工程 化和产 业化 的铸 造 耐磨 材料 分为
创新 体 系建设 等 ６ 个领 域 ，通 过 １０ ０ 余位 耐磨 材
料 （ ）专家 和企业 家历 时 １ 件 年科 学 、有 效 、合 理论 证 ，提 出我 国铸造 耐磨 材料 产 业可 持续 发
展 的战 略规划 和 可实现 的技 术途 径 ，筛选 并 确
以下 ５ 大类 ：① 奥 氏体 锰 钢 （ Ｍｎ ３ 系列 、 含 ｌ钢
并 委托 暨南 大学 和 中 国铸 造协 会耐 磨 铸件 分会 作 为负 责单 位 ，组织 耐磨 材料 行业 内研发 和产 业 化业 绩 突出 的高等 院校 、科研 机 构 和企业 共
同承担该项 目。
磨 材 料产业 技 术历史 、现 状 、发展 方 向和研 发
路径
１ 耐磨材料
１１ 耐磨 材 料 的主要 特点 与应 用领域 。
材 、电力 、建筑 、机 械 、国 防 、船 舶 、铁 道 、
发 展模式 、时间节 点 以及实 施风 险分 析 ，旨在 为 耐磨 材 料 产业 相 关 的政 府 部 门 、行业 组织 、 企业 、高 等学 校 和研 究 院所提 供 耐磨材 料 产业
发展方 向 ，强有力地促进产 业发展 。
中 国铸造 耐磨 材料产业 技术路线 图［ Ｉ ］ 系统全
面 分 析 了我 国铸造 耐磨 材 料产 业 历 史 与 现状 ，
遵循 市 场需求 分 析一产 业 目标分 析 一技 术壁 垒
分析 一研 发需 求分 析 的路线 ［ ，以产业 链 为 主 ］ 线 ，包 括 耐 磨材 料 研 发 与应 用 、熔 炼 与铸 造 、 热处 理 、机 械加 工 、装 备制 造 、产 业共 性技 术
发展作 出 了重要 贡献 。但 在 产业 高速 发 展 的同 时 ，产 业技 术发 展水 平滞 后 ，技 术瓶 颈 制约 产 业 进步 等 问题 凸显 。为推 动我 国铸 造 耐磨 材 料 产业 的高 速和 良性 发展 ，２ １ 年 中 国铸造 协 会 ００ 决 定 制 定 中国铸 造 耐 磨材 料 产 业 技术 路 线 图 ，
煤炭 、化 工 和石化 等行 业 ，２ ０ 年 在 国 内磨 料 ０９
磨损 工况年 消耗钢 铁耐磨 材料 铸件 ３ ０ 以上 。 ５ 万ｔ 中国铸造 耐磨 材料 产业 为我 国经 济建 设 和社 会
本文结 合介 绍 中国铸 造耐 磨材 料产 业技 术
路线 图 主要 内容 ，重 点分 析和 论证 中国铸造 耐
建 材 、电力 、建筑 、机 械 、国防 、船舶 、铁道 、
磨 铸钢 得 以广泛 应用 的重 要原 因 。 以水泥球 磨 机 衬板 为例 ，２ 世 纪 ６ 年 代及 其之 前绝 大 多数 ０ ０ 衬 板采 用高 锰铸 钢 ，进入 ７ 年 代 以后 ，逐渐 使 ０ 用 了中碳低 合金 耐磨 铸钢 ，９ 年代 我 国又 开始 ０ 应用 中碳 中合金 耐磨铸钢 。 在Ｔ 业发 达 国家 中 ，低 合 金耐 磨铸 钢 多 为
Ｍｎ ７ 系列 、Ｍｎ ５ 和Ｍｎ 钢 系列） ｌ钢 ２钢 ７ ；② 耐磨 损 白 口铸 铁 （ 含高铬 、中铬 、低 铬 白 口铸 铁系 列） ；③非锰 系耐磨损 合金钢 （ 氏体锰钢 之外 奥
定 出全 面提升 我 国耐磨 材料 技术 水 平 的产业 目
的耐磨 合金钢） ；④耐 磨损球 墨铸铁 ；⑤耐 磨损
钢铁复合 材料 。 耐磨 钢铁材料虽 分为５ 大类 ，但 已经 产业化
标 和绩效 目标 ，梳 理 出实现 产业 目标 面临 的共
性 和关键 技术 难题 ，提 出产 业发 展 急待 解决 的
的 具 体 钢 （ ） 种 牌 号 却 已 铁
超过 百个 ，典 型牌号 也 有４ — ０ ５ 个 ，而 且 各 种 牌 号 的 生 产 ０ 工 艺 、力 学 性 能 和 工 业 应 用 效 果 均 有 不 同 ，如 此 逐 渐 形 成 了多 品 种 和 小 批 量 的耐 磨 件 生 产 特 点 ，也 由此 增 加 了
～
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等工况 ，另据其 抗 高温 和耐腐 蚀特 性 可用 于 高
铸 ０／・６ ・ 造２ ２ ９ １９ ９
中低 冲击或 无 冲击 的磨损 丁况 逐渐 替代 了高锰
钢 并表 现 出卓越 的性 价 比 ，这 也是 中低 合 金耐
碎 磨料 磨 损 、低 应 力冲刷 磨料 磨损 、粘着 磨损 温磨 料磨损 和腐蚀磨料磨 损］ 况 。 ＿ 铸 造 耐 磨 材料 及 耐 磨铸 件 主要 用 于 冶金 、
耐磨 件 企 业 生 产 管 理 和 工 艺
操 作 的 难 度 。换 言 之 ，铸 造 耐磨 钢铁 件生 产企 业 的管 理 、 技 术 和生 产操作 要求 较 高 ， 当然耐磨件 的附加 值也较高 。
铸 造 耐 磨 材 料 及 耐磨 铸
件 的 主 要 特 点 是 硬 度 高 、强 度 高 和 韧 性 高 ，根 据 硬 度 、 强度 和 韧 性 的 匹 配 组 合 ，铸 造 耐 磨 材 料 及 耐磨 铸 件 可 用 于 冲 击 磨 料 磨 损 、高 应 力 碾
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９ ８・ ２ ２ ９ 铸 造 ６ ０１ ／
庆 《造杂 创 白 年 — 祝铸 》志 刊 周 —
共 性研 发项 目，并 完成 项 目实施 的 主体 、技术
以钢铁 耐磨材 料及 产 品为 核心 的 中 国铸造
耐磨 材 料产业 已迅猛 发展 数 十年 ，以 节材 降耗 为 目标 的钢铁 耐 磨材料 产 品广 泛用 于 冶金 、建