低合金耐磨钢.ppt

3.1.2 锰
锰在钢中一部分溶于固溶体，另一部 分形成合金渗碳体(Fe，Mn)3C，其 主要优点是显著提高钢的淬透性，一 般含量小于2％。锰还降低Ms点，淬 火组织中残余奥氏体增多。锰的不利 影响是增加钢的过热敏感性，易使钢 的晶粒粗化。另外还增加钢的回火脆 性。
3.1.3 硅
硅在钢中只溶于固溶体，不形成 碳化物，使铁素体固溶强化，并 能提高钢的回火软化抗力，推迟 第一类回火脆性。其含量一般小 于1.5％，硅含量过高会降低钢 的塑性和韧性，提高韧-脆性转 变温度，增加钢的脱碳倾向。
5、较好的经济性
低合金钢中常加元素如Si，Mn， B和稀土等，适当加入Cr，Mo， V，Ti，Ni等合金元素，同时合 金元素加入量也少。易于推广与 发展。成本低，经济效益高。
三、低合金钢的成分设计基本原则
根据磨损理论，耐磨性不是单纯的物理 量，在一定工况条件下，与材质本身的 强度、硬度、塑性、韧性等有关，要想 提高耐磨性，就要提高材质的综合机械 性能。既要保证足够韧性，又要具备较 高硬度。为了使低合金耐磨钢获得上述 性能，则要通过合理的成分设计和适当 的热处理来保证，对低合金钢的成分设 计基本原则是微量多元化，并注意结合 资源特点，主要元素有；碳、锰、硅、 铬、钼、硼和稀土等。
3.1.6镍
镍只溶于固溶体，不形成碳化物，能提 高钢的淬透性，特别是与铬、钼等合金 元素共同加入钢中时，其作用更强。镍 在产生固溶强化的同时，还提高钢的塑 性与韧性。镍不仅提高钢的常温塑性和 韧性，而且能改善钢的低温韧性，降低 钢的韧-脆性转变温度。镍在低合金钢中 含量一般小于1％。
3.1.7 硼
ZG50Cr2MnSiNiMo的热处理工 艺为：920～940℃淬火，320～ 340℃回火。 ZG50Cr2MnSiNiMo的性能为： αk=12J/cm2, HRC=54。
3.1.9稀土元素
我国稀土元素资源丰富，它在钢 中的作用主要是脱氧，去硫、净 化钢液，改善夹杂物的形态和分 布，细化晶粒，改善铸造组织， 提高钢的常温及低温韧性，改善 钢的质量。
四、低合金耐磨钢的类型
4.1 水淬低合金耐磨铸钢
ZG30CrMnSiMoTi低合金耐磨 钢是针对矿山球磨机锤头和衬板 的工况条件而研究的一种水淬耐 磨钢，它具有强度、硬度和韧性 相配合的特点，具有广阔的应用 前景。
微量硼（0.001％～0.003％）能 强烈提高钢的淬透性。但含硼量 过高在晶界形成硼化物使钢的脆 性增大。此外在适当的合金元素 (主要是锰，钼等)配合下，空冷可 获得贝氏体组织。
3.1.8 钛、钒、铌
钢中加入微量的钛，钒及铌等合 金元素能形成碳化物和氮化物， 可细化组织，改善韧性，适当增 加耐磨性。
第十三章 低合金耐磨铸钢
一、概 述
低合金耐磨铸钢是20世纪60年代以 后发展起来的一种耐磨材料，这种 钢以废钢为主要原材料，添加少量 合金元素，铸造成型，并经适当热 处理，获得良好强韧性，满足不同 使用要求，而且有相当大的发展潜 力和广泛应用前景。
二、低合金耐磨钢的优点
1、较高的硬度与耐磨性
低合金钢的硬度主要决定于钢的含碳量与热处 理工艺。低合金钢的硬度高于水韧处理后高锰 钢的硬度，因而具有较高的耐磨性。
2、良好的韧性和脆断抗力
低合金铸钢在硬度大于HRC60的前提下，冲 击韧性可达20—40J／cm，低于高锰钢但优 于各类铸铁。低合金钢具有良好的硬度与韧性 的综合性能，而且通过改变化学成分与热处理 工艺可以得到不同的性能
4.2 油淬低合金耐磨铸钢
ZG50Cr2MnSiNiMo耐磨钢是 针对破碎机锤头而研使用 寿命，开发研制的该材料锤头。 该锤头广泛应用于矿山、电力、 建材等行业，该锤头使用寿命比 高锰钢提高1倍以上。
ZG50Cr2MnSiNiMo的化学成分 为：0.45～0.65%C， 1.5～ 2.5%Cr， 1.2～1.5%Mn， 0.8～1.2%Si， 0.5～1.2%Ni， 0.3～0.4%Mo。
ZG30CrMnSiMoTi的化学成分 为：0.28～0.35%C，1.2～ 1.6%Si, 1.2～1.7%Mn, 1.0～ 1.5%Cr， 0.3～0.5%Mo， 0.06～0.12%Ti。
ZG30CrMnSiMoTi的热处理工 艺:900℃水淬和250℃回火。
ZG30CrMnSiMoTi的力学性能： σb≥1650, σs≥1400, αk=80, HRC=56。
3.1.4铬
铬在钢中既能溶于固溶体，又能 形成碳化物。铬能使固溶体强化 并提高钢的淬透性和回火稳定性。 低合金钢中含铬量一般小于2％ (最高可达4％)。其主要缺点是 增加钢的回火脆性。
3.1.5 钼
钼在钢中既可溶于固溶体也能形 成碳化物，它固溶于钢中能显著 提高钢的淬透性及回火稳定性， 改善钢的韧性，并能降低或抑制 回火脆性。低合金钢中含钼量一 般小于0.5％ (最高达1%)，钼 还能显著提高钢的高温强度。
3、较高的淬透性
中、高碳低合金钢通过适当的合金化， 具有很高的淬透性，能使200mm厚的钢 截面淬透，或使一定厚度截面的零件空 冷，可获得马氏体组织，以减少工件淬 火时的变形与开裂。
4、良好的工艺性
低合金钢可根据工件的使用要求与工厂 的生产条件，采用最合理的生产方式与 工艺。如铸，锻、轧，焊和机加工等， 也可采用复合工艺。
3.1 碳及合金元素的作用
3.1.1 碳 钢中的含碳量主要决定于零件的工况条件。 低碳钢(0.2％～0.3％C)淬火后获得低碳板
条马氏体组织，其韧性高，并具有适当的硬 度(HRC40～50)，适用于要求韧性高，耐 磨性较低的工件。 高碳钢(0。6％～0．9％C)淬火后的显微组 织以片状孪晶马氏体为主，硬度高 (HRC≥60)，脆性大，适用于要求耐磨性高、 韧性较低的工件。 中碳钢(0.4％～0.6％C)淬火后是混合型马 氏体组织，适用于要求较高耐磨性和足够韧 性的工件。