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高锰钢在破碎机中的耐磨解析

作者:红星机器时间:2012-04-24

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在破碎机耐磨件(易损件)是用户关注的质量点之一,因为耐磨件的质量直接影响了破碎生产线现场能否正常运行,石料成本能否有效控制,并在市场条件下取得更大的利润。在本中,要重点介绍在破碎机行业中常用的耐磨件高锰钢。

破碎机

高锰钢,在破碎机行业一般是Mn13,即ZGMN13,普遍用于颚式破碎机的颚板,圆锥破碎机的破碎壁,轧臼壁,反击式破碎机上的侧衬板,反击衬板。这类钢含锰10%-15%,碳含量较高,一般为0.90%-1.50%,大部分在1.0%以上。其化学成分为(%):C0.90-1.50Mn10.0-15.0;Si0.30-1.0 S≤0.05 P≤0.10这类高锰钢的用量多。

上述成分的高锰钢的铸态组织通常是由奥氏体、碳化物和珠光体所组成,有时还含有少量的磷共晶。碳化物数量多时,常在晶界上呈网状出现。因此铸态组织的高锰钢很脆,无法使用,需要进行固溶处理。通常使用的热处理方法是固溶处理,即将钢加热到1050-1100℃,保温消除铸态组织,得到单相奥氏体组织,然后水淬,使此种组织保持到常温。热处理后钢的强度、塑性和韧性均大幅度提高,所以此种热处理方法也常称为水韧处理。热处理后力学性能为:σb615-1275MPa σs340-470MPa ζ15%-85% ψ15%-45%aKl96-294J/cm2 HBl80-225。高锰钢经过固溶处理后还会有少量的碳化物未溶解,当其数量较少符合检验标准时,仍可使用。

破碎机高锰钢

奥氏体组织的高锰钢受到冲击载荷时,金属表面发生塑性变形。形变强化的结果,在变形层内有明显的加工硬化现象,表层硬度大幅度提高。低冲击载荷时,可以达到HB300-400,高冲击载荷时,可以达到HB500-800。随冲击载荷的不同,表面硬化层深度可达10-20mm。高硬度的硬化层可以抵抗冲击磨料磨损。高锰钢在强冲击磨料磨损条件下,有优异的抗磨性能,故常用于矿山、建材、火电等机械设备中,制作耐磨件。在低冲击工况条件下,因加工硬化效果不明显,高锰钢不能发挥材料的特性。

在冲击载荷作用的冷变形过程中,由于位错密度大量增加,位错的交割、位错的塞积及位错和溶质原子的交互作用使钢得到强化。这是加工硬化的重要原因。另一个重要原因则是高锰奥氏体的层错能低,形变时容易出现堆垛层错,从而为ε马氏体的形成和形变孪晶的产生创造了条件。常规成分的高锰钢的形变硬化层中常可以看到高密度位错、位错塞积和缠结。ε马氏体和形变孪晶的出现使钢难以变形,尤其是后者的作用更大。上述各种因素都使高锰钢的硬化层得到很高程度的强化,硬度大幅度提高。

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