高韧性高铬铸铁衬板和ZGMn13高锰钢的区别研制与应用

衬板1.衬板的作用衬板主要用来保护筒体，使筒体免受研磨体和物料的直接冲击和研磨；同时也可利用不同形式的衬板来调整各仓内研磨体的运动状态。

物料的粉磨过程是：第一仓物料粒度较大，要求研磨体以冲击作用为主，研磨体应呈抛落状态，所以粉磨仓内衬板对研磨体具有较高的提升能力并应具有良好的抗冲击性能；以后各仓内物料粒度依次递减，要使产品粉磨到要求的细度，研磨体应依次增强研磨作用，即研磨体需要产生滚动和滑动，也就是使研磨体呈泻落状态，因此要求衬板具有良好的耐磨性能。

由于研磨体的运动状态取决于磨机筒体的转速，而粉磨过程要求各仓内研磨体呈不同的运动状态，这与磨机筒体具有同一转速相矛盾。

解决这个矛盾的方法就是利用不同形状表面的衬板，来改变研磨体的运动状态，以适应物料粉磨过程的要求，从而提高粉磨效率，增加产量，降低金属消耗。

2.衬板材料球磨机衬板大多数用金属材料制造，也有少量用非金属材料制造。

由于各仓内研磨体运动状态不同，为适应这种工作状态的要求，制造各仓衬板材料就不同。

在粉碎仓，研磨体以冲击作用为主，要求衬板应具有抗冲击和耐磨性能。

普遍采用高锰钢（ZGMn13）作衬板材料，它具有一定的抗冲击韧性，并且在受到一定的冲击时，它的表面产生冷作硬化，表面变得坚硬耐磨，一般硬度在HB300-350，韧性相当高，冲击值可达700Nm/cm2。

但在使用中，容易过早反凸弯曲变形，拉断固定螺栓，造成衬板脱落，使之寿命降低，一般平均寿命在5000-6000h。

高铬铸铁硬度高，耐磨性好，在耐磨材料中居首。

高铬铸铁是一种脆性材料，但经过适当的处理，可以制作粗磨仓衬板。

一般高铬铸铁用于较小冲击工况下，如煤磨衬板和破碎机衬板（抗磨板）等，耐磨性比高锰钢提高6-8倍，经济效益很显著。

磨机上结构复杂及薄壁大件不宜采用高铬铸铁，如隔仓篦板、磨头衬板等。

现在高铬铸铁已发展了四种牌号，为了提高韧性随之出现了高铬铸钢等材料。

目前耐磨材料还可选用低铬铸铁、42硅锰铬钼钢、低碳硅锰耐磨合金钢、低合金高强度钢（ZG35SiMn和ZG30CrMnSiMoRe）等。

水泥机械设备耐磨件材质的选用(内部资料)长春铭成合金钢有限公司2008-1-21在水泥的生产过程中需应用大量的耐磨材料，近几年其应用范围已突破传统的铸造耐磨材料，非铸造类的耐磨材料得到更广泛的应用。

就作者的研究、应用和了解的有限认识，作一介绍。

一、铸造耐磨材料用于磨机衬板、隔仓板、篦板，破碎机锤头、板锤、反击板、颚板，立磨辊、盘等易损件的耐磨材料仍为铸造类的耐磨材料。

第一代耐磨材料------高锰钢。

优点：韧性极好，在强冲击条件下产生加工硬化。

缺点：易塑性变形，不耐磨。

目前，高锰钢、合金高锰钢及超高锰钢仅限用于大型破碎机锤头、板锤、反击板、篦板、颚式破碎机颚板及圆锥破内外锥等易损件，第二代耐磨材料------镍硬铸铁。

优点：硬度高，耐磨性好。

缺点：脆性较大，应用范围小。

目前，仅有部分立磨辊采用镍硬铸铁，其它应用很少。

第三代耐磨材料------高铬铸铁和各类合金钢。

高铬铸铁优点：硬度高，耐磨性好，韧性比镍硬铸铁大幅度提高。

缺点：在高冲击条件下，韧性仍嫌不足。

合金钢优点：可通过调整含碳量、加入不同含量的合金元素及相应的热处理工艺，获得宽范围的硬度与韧性相匹配的综合机械性能，应用范围更广。

1. 高锰钢系列耐磨材料在大型破碎设备中高冲击力的工况条件下，大多采用标准型高锰钢，同时发展了合金高锰钢、中锰钢（6~8%Mn）和超高锰钢（16.0~19.0 %Mn）。

1.1 美国材料试验协会奥氏体锰钢铸件标准 ASTM A128/A128M-93表1 美国奥氏体锰钢铸件化学成分（%）1.2 日本高锰钢铸件标准 JIS G5131-1991表2 日本高锰钢铸件化学成分(%)1.3 中国标准《高锰钢铸件》GB/T5680-1998表3 中国高锰钢化学成分(%)1.4 超高锰钢为保证厚大铸件的中心部位全为奥氏体，锰含量提高到18%，同时加入Cr、Mo、Ni等元素，提高屈服强度和初始硬度，从而具有足够的韧性及优异的加工硬化能力，主要用于制作90kg以上大锤头。

Mn13高锰耐磨钢的优异性能Mn13钢板是一种奥氏体淬火钢，在受到振动或材料强烈冲击后具有很高的耐磨性。

它在冲击载荷和磨损条件下使用，并具有表面奥氏体组织变形引起的马氏体相变。

表面层的硬度和强度随组织相强度的变化和位错的增强而急剧增加，但内层基体的仍然是奥氏体并且仍然具有很高的塑性韧性。

实际使用结果表明，这种钢在变形层具有明显的加工硬化现象，表面硬度大大提高。

具有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的条件下具有优异的抗磨性能，并具有更大的抗冲击性和耐磨性。

冲击载荷低时，Mn13钢板的表面硬度可达到HB300-400，冲击载荷高时可达到HB400-500。

Mn13钢板用途
Mn13高锰耐磨钢主要应用于抛丸机、球磨机衬板、粉碎机、发电厂扇磨叶片等。

Mn13具有高耐磨的表面层和良好的冲击韧性，许多新型材料和现代表面工程技术在性价比上仍无法与高锰钢相比。

高锰耐磨钢厂家
上海频开实业有限公司位于国内现有规模较大的钢材市场——乐从钢铁世界，供应涟钢Mn13高锰耐磨钢，可供规格4-25mm，代订期货，是集原材料供应、加工、物流配送于一体的现代化企业。

Mn13高锰耐磨钢性能介绍
高锰钢是指含锰量在1、5或10%以上的合金钢，分为高碳高锰耐磨钢ZGMn13，中碳高锰无磁钢40Mn18Cr3、50Mn18Cr4，低碳高锰不锈钢，高锰耐热钢，TWIP钢，中锰钢%Mn=3-8%wt等。

Mn13特别适于制作长时间经受高冲击物料磨损的耐磨构件，广泛应用于冶金、矿山、建材、铁路、电力、煤炭等机械设备中。

Mn13成品钢板具有良好塑韧性，易于加工成型，表面经冲击后，由于围观组织变化，表面硬度迅猛升高，从而表现出优异的耐磨性能。

随着表面的逐渐磨损，内部组织逐渐发生转变，使钢板表面持续拥有良好抗耐磨性能。

上海频开实业有限公司位于国内现有规模较大的钢材市场——乐从钢铁世界，主营产品有耐磨钢、高强钢、汽车大梁钢、冷轧高强车厢板、耐候钢、容器板、耐酸钢、中高碳钢等特殊材料，常备万吨库存，品种规格全，可代订期货。

是集原材料供应、加工、物流配送于一体的现代化企业。

高锰钢衬板、锤头、筛条、颚板等是目前水泥厂最为广泛使用的铸钢件，它以高的耐磨性，良好的韧性和经济性深受欢迎。

高锰钢的特点：高锰钢具有良好的塑性和冲击韧性，在外力冲击下表面产生硬化层，已硬化的表面层被磨损以后，出现新的表面层，又继续被加工硬化。

因此，高锰钢铸件是有高的表面耐磨性，·里面部分仍保留原机械性能。

因为高锰钢具有以上特点，所以目前世界上还未有任何耐磨材料可完全代替高锰钢。

高铬抗磨铸铁的特性及应用含铬量为12。

30％，含碳量为2．4。

3．6％的高铬铸铁，通过高合金化和热处理手段可得到马氏体或奥氏体或二者混合型的基体以及铬的特殊碳化物。

这种特殊碳化物为呈六角晶系的Me，C，，其硬度高达HVl200。

1600，远高于渗碳体型碳化物和常见的矿物磨检的硬度。

这类碳化物的存在是高铬铸铁获得高抗磨性的主要原因、此外，高铬铸铁中的共晶结构与一般铸铁中的莱氏体不同。

一般铸铁中的莱氏体呈连续网状，而合高铬的共晶碳化物呈断开的块、条状态。

相当于在基体上镶嵌入高硬度的颗粒。

因此，不仅抗磨性好，而且大大削弱了高硬度相的脆化作用，相对而言有较好的韧性。

高铬铸铁中的高硬度马氏体基体，强有力地支承碳化物颗粒，避免工作过程中碳化物从磨损表面脱落，保证了材料的高抗磨性。

因此高铬铸铁作为高抗磨材料已有效地应用于破碎、研磨、物料输送等机械和冶金设备。

尤其在磨料磨损和冲击磨损的机件(如：破碎机滚筒、料仓衬板、高炉料钟、料斗、运煤槽衬板、磨煤机辊套、轧辊、渣浆泵过流部件等)方面应用更为广泛。

通过分析衬板在正常的工况条件下的磨损机理及材料相应的特性,确定衬板合理的组织和化学成分,研制中碳低合金耐磨钢ZG40Cr2SiMnMoV,机械性能:σb≥1 200 MPa, HRC≥50, αK≥18 J/cm2.试制后测定工艺性,结合生产实际,制订各工序的操作要点和工艺参数,正式投产,产品符合设计要求,使用寿命为高锰钢衬板的2～3倍,成本持平,是高锰钢理想的替代材料.。

我国高锰钢的型号摘要：1.我国高锰钢的概述2.我国高锰钢型号的分类3.我国高锰钢型号的特点4.我国高锰钢型号的应用领域5.我国高锰钢型号的发展前景正文：一、我国高锰钢的概述高锰钢，又称锰钢，是一种以锰为主要合金元素的钢材。

在我国，高锰钢型号众多，有着广泛的应用。

其特点是硬度高、耐磨性好、抗拉强度高、韧性好等。

因此，高锰钢在许多领域都有着重要的应用，如矿山、建筑、机械等。

二、我国高锰钢型号的分类我国高锰钢型号主要分为以下几类：1.普通高锰钢：主要用于制造耐磨零件，如挖掘机铲斗、装载机铲斗等。

2.高性能高锰钢：具有更高的硬度和耐磨性，主要用于制造高负荷、高磨损环境下的零件，如破碎机颚板等。

3.合金高锰钢：在高锰钢的基础上添加其他合金元素，以提高其性能。

如锰钼钢、锰铬钢等。

4.专用高锰钢：根据特定应用场景和要求定制的高锰钢型号，如耐腐蚀高锰钢、高温高锰钢等。

三、我国高锰钢型号的特点我国高锰钢型号具有以下特点：1.高硬度：高锰钢的硬度一般在HB200-300 之间，具有较好的耐磨性能。

2.高抗拉强度：高锰钢的抗拉强度一般在900-1100MPa 之间，可以满足不同场景下的使用要求。

3.良好的韧性：高锰钢具有良好的韧性，能够承受较大的冲击和振动。

4.耐磨性好：高锰钢的耐磨性能好，使用寿命长。

四、我国高锰钢型号的应用领域我国高锰钢型号广泛应用于以下领域：1.矿山行业：高锰钢用于制造矿用卡车、装载机、挖掘机等设备的耐磨零件。

2.建筑行业：高锰钢用于制造混凝土搅拌车、推土机、振动器等设备的耐磨零件。

3.机械行业：高锰钢用于制造各种机械设备的耐磨零件，如齿轮、轴承等。

4.农业领域：高锰钢用于制造农业机械的耐磨零件，如收割机、犁等。

五、我国高锰钢型号的发展前景随着我国经济的发展，高锰钢型号在各个领域的应用将会越来越广泛。

未来，我国高锰钢型号的发展前景可期，主要表现在以下几个方面：1.产品结构不断优化，高性能高锰钢型号的研发和应用将得到更多关注。

球磨机衬板材质成分1. 引言球磨机是一种常用的矿山设备，用于对矿石进行粉碎和磨细。

球磨机的衬板是球磨机内部的一种重要零部件，它直接接触矿石和磨石，承受着巨大的冲击和磨损。

因此，球磨机衬板的材质选择对球磨机的性能和寿命有着重要影响。

本文将探讨球磨机衬板的材质成分，包括常见的金属材料和陶瓷材料。

我们将分析不同材料的特点、优缺点以及在球磨机中的应用情况。

2. 金属材料2.1 高锰钢高锰钢是一种常用的球磨机衬板材料，其主要成分是锰、碳和铁。

高锰钢具有优异的耐磨性和抗冲击性能，适用于对矿石进行粗磨的场合。

高锰钢衬板的硬度高，能够有效抵抗磨损，延长球磨机的使用寿命。

然而，高锰钢衬板也存在一些缺点。

首先，高锰钢衬板的成本较高，制造和更换都比较困难。

其次，高锰钢衬板的耐腐蚀性较差，容易受到化学腐蚀的影响。

因此，在一些特殊的工作环境中，高锰钢衬板可能不适用。

2.2 铸铁铸铁是另一种常见的球磨机衬板材料，其主要成分是铁、碳和硅。

铸铁衬板具有较好的耐磨性和抗冲击性能，适用于对矿石进行中等磨和细磨的场合。

铸铁衬板的成本相对较低，制造和更换比较方便。

然而，铸铁衬板也存在一些问题。

首先，铸铁衬板的硬度较低，容易受到磨损。

其次，铸铁衬板的耐腐蚀性较差，容易受到化学腐蚀的影响。

因此，在一些腐蚀性较强的工作环境中，铸铁衬板可能不适用。

2.3 铬合金钢铬合金钢是一种常用的球磨机衬板材料，其主要成分是铁、碳和铬。

铬合金钢具有较高的硬度和耐磨性，能够有效抵抗磨损和冲击。

铬合金钢衬板的耐腐蚀性也较好，适用于一些腐蚀性较强的工作环境。

然而，铬合金钢衬板的成本较高，制造和更换都比较困难。

此外，铬合金钢衬板的冲击韧性较低，容易发生断裂。

因此，在一些对冲击韧性要求较高的场合，可能需要选择其他材料。

3. 陶瓷材料3.1 氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷是一种常用的球磨机衬板材料，其主要成分是氧化铝。

氧化铝陶瓷具有极高的硬度和耐磨性，能够有效抵抗磨损和冲击。

氧化铝陶瓷衬板的耐腐蚀性也较好，适用于一些特殊的工作环境。

高锰钢的种类锰含量在11%～18%的钢称高锰钢。

高锰钢分为高碳高锰耐磨钢、中碳高锰无磁钢、低碳高锰不锈钢及高锰耐热钢。

ＺＧＭｎ13是一种高锰钢,因其在承受外来的强大压力或冲击产生变形硬化后,显示出极高的耐磨性能而广泛应用于工程机械和矿山机械中。

同时,它也是一种典型的难加工材料,其切削加工性能在高锰钢中很具有代表性。

1 2高锰钢的性能( 1)高锰钢是一种耐磨钢,经过水韧处理的高锰钢可以得到较高的塑性和冲击韧性。

( 2 )高锰钢具有很高的耐磨性。

2ＺＧＭｎ13高锰钢的切削加工特点( 1)加工硬化严重。

( 2 )切削温度高。

( 3)切削力大。

( 4 )断屑困难。

( 5 )尺寸精度不易控制。

3切削高锰钢的合理方法3 1通过热处理改善高锰钢的切削性能改善高锰钢的切削性能可以通过高温回火来实现。

将高锰钢加热60 0～65 0℃,保温2ｈ后冷却,使高锰钢的奥氏体组织转变为索氏体组织,其加工硬化程度显著降低,加工性能明显改善。

加工完成的零件在使用前应进行淬火处理,使其内部组织重新转变为单一的奥氏体组织。

3 2合理选择刀具材料( 1)采用硬质合金刀片常用牌号有:ＹＧ8、ＹＧ6Ａ、ＹＧ6Ｘ、ＹＧ8Ｎ、ＹＷ1、ＹＷ2Ａ、ＹＷ3、ＹＣ4 5、767、798、813等。

虽然ＹＧ类硬质合金较为常用,但其不适于高速切削。

因为高速切削钢料时,切削时的高温将使刀具前刀面上形成强烈的月牙洼磨损,并加速后刀面磨损,刀具耐用度降低。

在切削速度较高且切削过程较平稳的情况下可考虑选用ＹＴ类硬质合金。

ＹＧ类硬质合金中添加适量的ＴａＣ或ＮｂＣ(一般为0 5 %～3% ) ,可提高其硬度和耐磨性而不降低其韧性。

随着硬质合金中含钴量的增加,这些优点更为显著。

因此,以ＴａＣ和ＮｂＣ为添加剂的通用型硬质合金也适用于高锰钢的切削加工。

( 2 )采用金属陶瓷刀片采用金属陶瓷刀片进行高锰钢的精车、半精车,可选用较高的切削速度,加工表面质量好,刀具耐用度高。

第23卷第4期材　料　开　发　与　应　用文章编号:1003-1545(2008)04-0085-04高锰钢的研究与应用进展赵培峰,国秀花,宋克兴(河南科技大学材料学院,河南洛阳　471039)收稿日期:2007-11-23摘　要:综述了高锰钢研究与应用的进展,重点介绍了高锰钢的成分设计、组织性能、铸造、热处理及车削加工的研究进展。

关键词:高锰钢;成分设计;力学性能;铸造;车削加工中图分类号:TG142.72 文献标识码:B高锰钢的研究与使用历史悠久,它最早是由英国的Robert Hadfield 于1882年发明的,故亦称Hadfield 钢。

高锰钢有良好的加工硬化性能,在工件经受强烈冲击或重力挤压的工况条件下,其表面迅速硬化,而心部依旧保持原有的硬度和良好的韧性。

因而高锰钢广泛用于制造抗冲击磨损的工件,所制成的构件,在高冲击负荷下,既安全可靠,又耐磨长寿,广泛用于冶金、矿山、建材、铁路、农机及军工等各个部门[1～3]。

近年来,高锰钢在理论研究和实际应用方面日益得到重视。

有许多学者在超高锰钢成分设计、生产制造等方面做了大量工作,既提高了高锰钢的加工硬化能力、耐磨性以及制造加工性能外,又将高锰钢的应用领域拓展到高强度高塑性钢领域。

1　高锰钢成分、组织与性能高锰钢分为数种,有高碳高锰耐磨钢(如ZG Mn13)、中碳高锰无磁钢(如40Mn18Cr3、50Mn18Cr4)低碳高锰不锈钢及高锰耐热钢等。

高锰钢中C 、Mn 含量及Mn 、C 比值的大小,直接影响着高锰钢的性能[4～7]。

高锰钢的Mn 、C 比值通常控制在10左右。

一般说来,Mn /C >10,可增加奥氏体的稳定性,易于保证高锰钢的韧性;Mn /C =10,易于得到强韧性的良好配合;Mn /C <10,则有利于进一步提高耐磨性。

高锰钢使用前通常进行水韧处理,经水韧处理后的高锰钢一般为奥氏体加碳化物或者奥氏体加少量的马氏体组成。

C .Scott 等[8]研究了高锰钢的Mn 、C含量与水韧处理后的组织关系,结果如图1所示。

球磨机衬板介绍（3）衬板1. 衬板的作用衬板主要用来保护筒体，使筒体免受研磨体和物料的直接冲击和研磨；同时也可利用不同形式的衬板来调整各仓内研磨体的运动状态。

物料的粉磨过程是：第一仓物料粒度较大，要求研磨体以冲击作用为主，研磨体应呈抛落状态，所以粉磨仓内衬板对研磨体具有较高的提升能力并应具有良好的抗冲击性能；以后各仓内物料粒度依次递减，要使产品粉磨到要求的细度，研磨体应依次增强研磨作用，即研磨体需要产生滚动和滑动，也就是使研磨体呈泻落状态，因此要求衬板具有良好的耐磨性能。

由于研磨体的运动状态取决于磨机筒体的转速，而粉磨过程要求各仓内研磨体呈不同的运动状态，这与磨机筒体具有同一转速相矛盾。

解决这个矛盾的方法就是利用不同形状表面的衬板，来改变研磨体的运动状态，以适应物料粉磨过程的要求，从而提高粉磨效率，增加产量，降低金属消耗。

2. 衬板材料球磨机衬板大多数用金属材料制造，也有少量用非金属材料制造。

由于各仓内研磨体运动状态不同，为适应这种工作状态的要求，制造各仓衬板材料就不同。

在粉碎仓，研磨体以冲击作用为主，要求衬板应具有抗冲击和耐磨性能。

普遍采用高锰钢（ZGMn13）作衬板材料，它具有一定的抗冲击韧性，并且在受到一定的冲击时，它的表面产生冷作硬化，表面变得坚硬耐磨，一般硬度在HB300-350，韧性相当高，冲击值可达700Nm/cm2。

但在使用中，容易过早反凸弯曲变形，拉断固定螺栓，造成衬板脱落，使之寿命降低，一般平均寿命在5000-6000h 。

高铬铸铁硬度高，耐磨性好，在耐磨材料中居首。

高铬铸铁是一种脆性材料，但经过适当的处理，可以制作粗磨仓衬板。

一般高铬铸铁用于较小冲击工况下，如煤磨衬板和破碎机衬板（抗磨板）等，耐磨性比高锰钢提高6-8 倍，经济效益很显著。

磨机上结构复杂及薄壁大件不宜采用高铬铸铁，如隔仓篦板、磨头衬板等。

现在高铬铸铁已发展了四种牌号，为了提高韧性随之出现了高铬铸钢等材料。

目前耐磨材料还可选用低铬铸铁、42 硅锰铬钼钢、低碳硅锰耐磨合金钢、低合金高强度钢（ZG35SiMn和ZG30CrMnSiMoRe）等。

五大系列堆焊耐磨材料性能特点耐磨材料五大系列：一、是高锰钢系列：如高锰钢（ZGMn13）、高锰合金（ZGMn13Cr2MoRe）、超高锰合金（ZGMn18Cr2MoRe）。

二、是抗磨铬铸铁系列：如高、中、低铬合金铸铁（如Cr15MOZCu）。

三、是耐磨合金钢系列：如中、低、高碳多元金合钢（如ZG40SiMnCrMO和ZG35Cr2MoNiRe）。

四、是奥贝球铁（ADI）系列；五、各类复合或梯度材料及硬质合金材料。

如碳化铬复合材料（Cr2C3+Q235）、高能离子注渗碳化钨材料（WCSP）、高韧硬质合金（YK25.6）等；六是各类非金属耐磨材料：如聚合陶瓷复合材料、氮化硅（Si3N4）、增韧氧化锆（Y2O3+ZrO2）、增韧三氧化二铝（Al2O3/ZrO2）等。

五大系列的耐磨材料性能比较：高锰钢系列：其代表为高锰钢ZGMn13。

在承受剧烈冲击或接触应力下，其表面会迅速硬化，而芯部仍保持极强的韧性，外硬内韧既抗磨损又抗冲击。

且表面受冲击越重，表面硬化就越充分，耐磨性就越好。

由于高锰钢自身硬度很低（HB170-230），在未硬化时耐磨性是极其有限的，若高锰钢件表面所承受冲击力不足，则表面不能充分硬化（充分硬化后表面硬度可达HB550以上，反之则在HB350以下）则耐磨性无从发挥，而呈现出不耐磨状况。

抗磨高铬铸铁系列：按组织结构和使用情况，铬系铸铁可以分为三大类：第一类为具有良好高温性能的铬系白口铸铁。

这种铸铁含铬量为33%，其组织多数为奥氏体和铁铬碳化物，有时也出现铁素体。

这种合金除具有一定的耐磨性外，在温度不高于1050℃的高温工作条件下，具有良好的抗氧化性能。

第二类为具有良好耐磨性的铬系白口铸铁（简称高铬铸铁）。

这种铸铁中除含有12～20%的铬外，还含有适量的钼。

这类铸铁凝固后的组织为(Fe,Cr)7C3型碳化物和γ相。

当基体全部为马氏体时，这种合金的耐磨性能最好。

如果基体中存在残余奥氏体，通常要进行热处理。

【一】高锰钢：高锰钢衬板、锤头、筛条、颚板等是目前水泥厂最为广泛使用的铸钢件，它以高的耐磨性，良好的韧性和经济性深受欢迎。

一、高锰钢的特点：高锰钢具有良好的塑性和冲击韧性，在外力冲击下表面产生硬化层，已硬化的表面层被磨损以后，出现新的表面层，又继续被加工硬化。

因此，高锰钢铸件是有高的表面耐磨性，·里面部分仍保留原机械性能。

因为高锰钢具有以上特点，所以目前世界上还未有任何耐磨材料可完全代替高锰钢。

二、高锰钢技术要求：为了获得高耐磨性的高锰钢铸件，我公司制订出严格的生产工艺规程，从造型、熔炼、浇注、热处理等环节上抓好质量控制点，严把质量关，使高锰钢铸件的机械性能具有良好的塑性和冲击韧性。

其金相组织达到：①细晶粒的奥氏体组织构；②没有碳化物；③最少量的氧化锰夹杂及薄晶粒边界的显微组织。

三、主要化学成份(％)C Mn Si P S1.0—1.4 11一14 0.3—0.8 ≤0.07 ≤0.04四、性能指标l、初始硬度HB l79—229。

2、在正常使用中，铸件不会出现断裂现象。

3、以φ2.2生料球磨机为例，正常使用寿命头仓衬板18个月以上(多数水泥厂反映使用超二年半)；二仓衬板30个月以上(多数水泥厂反映使用超过4年)。

五、推荐使用产品由于高锰钢铸件具有韧性好、耐磨、可靠性能高并价格便宜等优点，大多数水泥厂的各种球磨机衬板；锤式破碎机锤头、筛条、衬板；颚式破碎机颚板、边护板；立窑机颚板等都使用高锰钢铸件。

【二】超高锰钢铸件：超高锰钢是近年在高锰钢的基础上发展出的新钢种。

本公司目前推向市场的超高锰钢是在原高锰钢的化学成份上提高锰的含量，增加铬、钼、钨合金元素，使铸件达到韧性好，初始硬度高，提高铸件使用初期未开始产生加工硬化层前的抗磨寿命，加工硬化程度也比高锰钢高。

确确实实耐磨性能比高锰钢好得多。

一、超高锰钢与高锰钢比较：l、初始硬度比高锰钢高，HB 250—300。

2、冲击韧性相同，铸件不会出现早期断裂现象。

高锰钢与超高锰钢铸件生产技术要点Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】高锰钢与超高锰钢铸件生产技术要点在高能量冲击的工作条件下，高锰钢与超高锰钢铸件的应用范围是广阔的。

许多铸造厂，对生产此类钢种铸件缺乏必要的认识。

现对具体操作做简要的说明，供生产者参考。

1化学成分高锰钢按照国家标准分为5个牌号，主要区别是碳的含量，其范围是％－％。

受冲击大，碳含量低。

锰含量在％－％之间，一般不应低于13％。

超高锰钢尚无国标，但锰含量应大于18％。

硅含量的高低，对冲击韧度影响较大，故应取下限，以不大于％为宜。

低磷低硫是最基本的要求，由于高的锰含量自然起到脱硫作用，故降磷是最要紧的，设法使磷低于％。

铬是提高抗磨性的，一般在％左右。

2炉料入炉材料是由化学成分决定的。

主要炉料是优质碳素钢（或钢锭）、高碳锰铁、中碳锰铁、高碳铬铁及高锰钢回炉料。

这里特别提醒的是有人认为只要化学成分合适，就可以多用回炉料。

这个认识是有害的。

某些厂之所以产品质量不佳，皆出于此。

不仅高锰钢、超高锰钢，凡是金属铸件，绝不可以过多的使用回炉料，回炉料不应超过25％。

那么，回炉料过剩该如何只要把废品降到最低，回炉料就不会过剩。

3熔炼这里着重讲加料顺序，无论用中频炉，还是电弧炉熔炼，总是先熔炼碳素钢，而各类锰铁和其他贵重合金材料，要分多次，每次少量入炉，贵重元素在最后加入，以减少烧损。

料块应尽量小些，以50－80mm为宜。

熔清后，炉温达到1580－1600℃时，要脱氧、脱氢、脱氮，可用铝丝，也可用Si-Ca合金或SiC等材料。

将脱氧剂一定压到炉内深处。

金属液面此时用覆盖剂盖严，隔断外界空气。

还要镇静一段时间，使氧化物、夹杂物有充足时间上浮。

然而，不少企业，只将铝丝甚至铝屑，撒在金属液面上，又不加覆盖，岂不白白浪费！在此期间，及时用中碳锰铁来调整锰与碳的含量。

钢液出炉前，将浇包烘烤到400℃以上是十分必要的。

五大系列堆焊耐磨材料性能特点耐磨材料五大系列：一、是高锰钢系列：如高锰钢（ZGMn13）、高锰合金（ZGMn13Cr2MoRe）、超高锰合金（ZGMn18Cr2MoRe）。

二、是抗磨铬铸铁系列：如高、中、低铬合金铸铁（如Cr15MOZCu）。

三、是耐磨合金钢系列：如中、低、高碳多元金合钢（如ZG40SiMnCrMO和ZG35Cr2MoNiRe）。

四、是奥贝球铁（ADI）系列；五、各类复合或梯度材料及硬质合金材料。

如碳化铬复合材料（Cr2C3+Q235）、高能离子注渗碳化钨材料（WCSP）、高韧硬质合金（YK25.6）等；六是各类非金属耐磨材料：如聚合陶瓷复合材料、氮化硅（Si3N4）、增韧氧化锆（Y2O3+ZrO2）、增韧三氧化二铝（Al2O3/ZrO2）等。

五大系列的耐磨材料性能比较：高锰钢系列：其代表为高锰钢ZGMn13。

在承受剧烈冲击或接触应力下，其表面会迅速硬化，而芯部仍保持极强的韧性，外硬内韧既抗磨损又抗冲击。

且表面受冲击越重，表面硬化就越充分，耐磨性就越好。

由于高锰钢自身硬度很低（HB170-230），在未硬化时耐磨性是极其有限的，若高锰钢件表面所承受冲击力不足，则表面不能充分硬化（充分硬化后表面硬度可达HB550以上，反之则在HB350以下）则耐磨性无从发挥，而呈现出不耐磨状况。

抗磨高铬铸铁系列：按组织结构和使用情况，铬系铸铁可以分为三大类：第一类为具有良好高温性能的铬系白口铸铁。

这种铸铁含铬量为33%，其组织多数为奥氏体和铁铬碳化物，有时也出现铁素体。

这种合金除具有一定的耐磨性外，在温度不高于1050℃的高温工作条件下，具有良好的抗氧化性能。

第二类为具有良好耐磨性的铬系白口铸铁（简称高铬铸铁）。

这种铸铁中除含有12～20%的铬外，还含有适量的钼。

这类铸铁凝固后的组织为(Fe,Cr)7C3型碳化物和γ相。

当基体全部为马氏体时，这种合金的耐磨性能最好。

如果基体中存在残余奥氏体，通常要进行热处理。

《材料冶金学》专题之一高锰钢的性能特点及强化原理1概述自Hadfield 1882年发明高锰钢以来，至今已有100多年的历史。

高锰钢一般是指含碳量为0 9%～1 3%,含锰量为11 0%～14 0%的铸钢,即ＺＧＭｎ13。

此材料在1000～1100℃之间为单一奥氏体组织,为保持此组织,需高温淬火,即在1100～1050℃间的温度内立即水淬至常温。

经过处理后的材料具备很好的韧性,受冲击载荷时发生表面硬化,其具有很高的耐磨性,故称之为耐磨钢。

因此高锰钢被广泛应用于机械制造、冶金、矿山、建材、电力和铁路等部门所使用的金属耐磨体，如挖掘机斗齿、球磨机衬板、破碎壁、轧臼壁、拖拉机履带板、风扇磨冲击板、破碎机颚板、铁道路岔等。

但由于此材料加工硬化快,不易切削加工,一般只限于铸造。

2高锰钢的性能特点2.1高锰钢的机械性能高锰钢的铸态组织是由奥氏体、碳化物、珠光体和通常存在的少量磷共晶等所组成。

碳化物数量多时会在晶界上以网状出现，钢的性能很脆。

这种低塑性、低韧性的钢在铸态下是无法使用的。

但通过固溶处理（即水韧处理）后，在强冲击工况下它变成一种高强度、高塑性、韧性好、特别耐磨的材料。

其性能对比如表1：σb (Mpa)σ0.2(Mpa)δ(%)αKJ/cm2HB铸态性能343.23―392.27 294.20―490.330.5―59.80―29.42200―300水韧处理性能617.82―1274.86343.23―470.7215―85196.13―294.20180―225表1：高锰钢在铸态下和水韧处理后性能对比以上是高锰钢在常温下的各种机械性能，但具有奥氏体组织的高锰钢在加热时会发生组织转变，性能会发生很大的变化。

当温度超过125℃时，在奥氏体中开始有碳化物析出。

随着温度的提高析出量增加，钢的性能变脆，塑、韧性下降。

图1是高锰钢经1050℃水韧处理后加热温度和延伸率的关系；图2是化学成分为 C1.12%, Mn13.56%, Si0.63%, S0.012%,P0.092%, Ti0.06%的高锰钢，经水韧处理后加热到不同温度，保温5小时水冷后测得的冲击韧性。

[解说]高锰钢中锰钢高锰钢中锰钢高锰钢中锰钢合理设计了中锰奥氏体基耐磨钢的成分，并选择合适的水韧处理工艺来获得一种介稳的单相奥氏体组织，在此组织基础上进行不同的等温热处理工艺，获得一定量的马氏体，以提高基体的初始硬度，又不恶化其冲击韧度。

再通过与高锰钢(Mn13)在同等工况条件下进行耐磨性模拟对比试验，来选择适合中锰钢在中、低冲击磨料磨损条件下使用的热处理工艺和组织。

同时对试样进行了金相组织观察及力学性能测试。

关键词:中锰钢;热处理;耐磨性耐磨奥氏体锰钢最早于1882年由英国冶金学家Hadfield发明，其基本成分为:11%,14%Mn，1.0%,1.4%C。

这种高锰钢在水淬后具有高韧性、高冷作硬化能力，在高冲击载荷下使用，耐磨性好。

但它同时也存在一些缺点，主要是屈服强度较低和在较小载荷下使用加工硬化能力不足等。

为解决这些不足，主要采取两种办法:一是加入某些合金元素，在奥氏体基体上形成细小弥散分布的第二相粒子，来提高钢的屈服强度;二是降低奥氏体的稳定性，在磨粒作用下诱发马氏体相变，提高加工硬化效应，提高耐磨性。

介稳奥氏体中锰钢正是通过降低含C、Mn量来降低奥氏体的稳定性，并通过添加少量的合金元素铬来提高钢的屈服强度。

这种介稳的奥氏体无论是温度变化或塑性变形都有可能诱发马氏体相变。

1 试验原理与方法高锰钢中锰钢1.1 化学成分的设计依据由图1[1]可看出，一定的锰、碳配比可使合金经水韧处理后在室温处于单相奥氏体组织，如Mn含量在8%,10%、C含量在0.5%,0.8%时，合金在室温下处于γ相区，但同时由于它靠近γ，α相区，这种奥氏体的稳定性低，易于诱发马氏体相变。

我们以Ms点在-20,-30?，Md?Ms，(50,100?)，即在室温附近为出发点，进行碳、锰等成分的设计，同时添加少量的合金元素铬，来提高中锰钢的屈服强度。

图1 Fe-Mn-C相图(20?)(950,1100?，水淬) 1.2 化学成分中锰钢的设计成分如表1所示。