耐磨鑄鋼是指具有-耐磨性的鑄鋼。按化學(xué)成分分為非合金、低合金和合金耐磨鑄鋼。耐磨鋼種類繁多,大體上可分為高錳鋼,中、低合金耐磨鋼,鉻鉬硅錳鋼,耐氣蝕鋼,耐磨蝕鋼以及特殊耐磨鋼等。一些通用的合金鋼如不銹鋼、軸承鋼、合金工具鋼及合金結(jié)構(gòu)鋼等也都在特定的條件下作為耐磨鋼使用。
中、低合金耐磨鋼這類鋼中通常所含的化學(xué)元素有硅、錳、鉻、鉬、釩、鎢、鎳、鈦、硼、銅、稀土等。美國(guó)很多大中型球磨機(jī)的襯板都用鉻鉬硅錳或鉻鉬鋼制造。而美國(guó)的大多數(shù)磨球都用中、高碳的鉻鉬鋼制造。在較高溫度(例如200~500℃)的磨料磨損條件下工作的工件或由于摩擦熱使表面經(jīng)受較高溫度的工件,可采用鉻鉬釩、鉻鉬釩鎳或鉻鉬釩鎢等合金耐磨鋼。
磨損是物體工作表面材料在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中不斷破壞或損失的現(xiàn)象。按磨損機(jī)制劃分,磨損可分為磨料磨損、粘著磨損、腐蝕磨損、沖蝕磨損、接觸疲勞磨損、沖擊磨損、微動(dòng)磨損等幾大類。在工業(yè)領(lǐng)域中磨料磨損和粘著磨損在工件磨損失效中占有比例,而沖蝕、腐蝕、疲勞、微動(dòng)等磨損失效方式由于往往產(chǎn)生在一些重要構(gòu)件的運(yùn)行中,故日益受到重視。在工況條件下,往往是幾種磨損形式同時(shí)或先后出現(xiàn),磨損失效交互作用呈現(xiàn)較復(fù)雜的形式。確定工件磨損失效的類型是合理選用或研制耐磨鋼的依據(jù)。
另外,零、部件的磨損是一個(gè)系統(tǒng)工程問(wèn)題,影響磨損的因素很多,它包括工作條件(載荷、速度、運(yùn)動(dòng)方式)、潤(rùn)滑條件、環(huán)境因素(濕度、溫度、周圍介質(zhì)等)、材料因素(成分、組織、力學(xué)性能)、零件表面及物理化學(xué)特性等。其中每個(gè)因素的改變都可能使磨損量改變,甚至使磨損機(jī)制改變。由此可見(jiàn),材料因素只是影響工件磨損的因素之一,砂鑄合金鋼鑄件,要提高鋼件的耐磨性需要從特定條件下的摩擦、磨損系統(tǒng)整體著手才會(huì)取得預(yù)期的效果。
熱處理對(duì)鑄鋼件性能的影響
鑄鋼件的性能除了取決于化學(xué)成分、鑄造工藝以外,還可以借助不同的熱處理方式使其具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能。熱處理工藝的總的目的是提高鑄件、減輕鑄件重量、延長(zhǎng)使用壽命和降低成本。熱處理是提高鑄件的力學(xué)性能的重要手段;鑄件的力學(xué)性能則是判斷熱處理效果的重要指標(biāo)。除了下面幾個(gè)性能以外,鑄造廠在對(duì)鑄鋼件進(jìn)行熱處理的時(shí)候,還必須考慮到加工程序、切削性能和鑄件的使用要求等因素。
在鑄鋼成分相同的條件下,合金鋼鑄件,經(jīng)過(guò)不同熱處理工藝后的鑄鋼件的強(qiáng)度均有提高的趨勢(shì)。一般來(lái)講,碳鋼鑄件和低合金鋼鑄件在經(jīng)過(guò)熱處理以后,它們的抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到414mpa-1724mpa。
鑄鋼件的鑄態(tài)組織粗大、塑性偏低。經(jīng)過(guò)熱處理以后,它的組織細(xì)化、塑性也會(huì)相應(yīng)提高。尤其是在調(diào)質(zhì)處理淬火+高溫回火以后的鑄鋼件的塑性會(huì)得到明顯的-。
鑄鋼件的韌性指標(biāo)常常以沖擊試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)定。由于鑄鋼件的強(qiáng)度和韌性是一對(duì)矛盾的指標(biāo),因此,鑄造廠必須進(jìn)行綜合考慮來(lái)選定合適的熱處理工藝,非標(biāo)合金鋼鑄件,以便達(dá)到客戶所要求的綜合的力學(xué)性能。
在鑄鋼的淬透性相同的時(shí)候,山東合金鋼鑄件,熱處理以后的鑄鋼件的硬度可以大概反映出鑄鋼件的強(qiáng)度。因此,硬度可以作為估計(jì)鑄鋼熱處理以后性能的直觀指標(biāo)。一般來(lái)講,碳鋼鑄件在經(jīng)過(guò)熱處理以后的硬度可以達(dá)到120hbw-280hbw.
碳鋼鑄件的熱處理
碳鋼鑄件通常采用的熱處理方式有:退火、正火或者正火+回火。經(jīng)過(guò)正火處理的鑄鋼,其力學(xué)性能比退火狀態(tài)的鑄鋼稍微高一些。由于組織轉(zhuǎn)變時(shí)的過(guò)冷度比較大,硬度也會(huì)高一些,而且,其切削性能也比較好。
對(duì)于含碳量高,并且形狀復(fù)雜的碳鋼鑄件,為了消除殘留應(yīng)力和-韌性,可以在正火后進(jìn)行回火處理;鼗饻囟纫话阋550℃ - 650℃為宜,然后在空氣中冷卻。
當(dāng)含碳量高于0.35%的時(shí)候,鑄造碳鋼件也可以采用調(diào)質(zhì)淬火+高溫回火處理。小型的碳鋼鑄件可以有鑄態(tài)直接進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理;大型或者形狀復(fù)雜的碳鋼鑄件則應(yīng)該在正火后再進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。