球磨機(jī)合金襯板的分類主要是根據(jù)材料,如眾所周知的高錳鋼襯板,耐磨鋼襯板,橡膠襯板,陶瓷襯板,二氧化硅襯板和各種合金襯板等。而普通高錳鋼用作球磨機(jī)襯板是不恰當(dāng)?shù)?。因?yàn)樵谇蚰C(jī)中襯板的加工硬化程度較低,不能很好地發(fā)揮高錳鋼的耐磨特性。襯板材料經(jīng)過普通高錳鋼、強(qiáng)化高錳鋼、合金白口鐵等階段后,中低合金襯板得到了很好的發(fā)展。
中低合金襯板材料中加入的合金元素主要有Cr、Mo、V、Ti等,旨在通過它們細(xì)化晶粒,促進(jìn)產(chǎn)生馬氏體,生成高硬碳化物。那么合金元素鉻的含量對(duì)高錳鋼材質(zhì)合金襯板的耐磨性能有什么影響呢?是否鉻含量越高,耐磨性能就越好呢?
答案是高錳鋼中加鉻不一定能提高合金襯板的耐磨性。鉻與碳親和力強(qiáng),相同生產(chǎn)條件下,含鉻高錳鋼比普通高錳鋼中晶界碳化物數(shù)量多,且碳含量較高時(shí),含鉻高錳鋼中的碳化物常以網(wǎng)狀分布于晶界,會(huì)降低高錳鋼的塑性和韌性。高錳鋼中鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為1.5%-2.5%。此時(shí)碳化物多為(Cr, Fe)3C,硬度值達(dá) 900~1100HV,并有少量硬度為 1200~1800HV 的高硬度碳化物(Cr, Fe)7C3出現(xiàn)。當(dāng)鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到4%時(shí),碳化物大多成為(Cr,F(xiàn)e)7C3,此時(shí)硬度顯著提高,塑性和韌性卻有所下降,僅適合于承受沖擊較小的零件。
加鉻能提高高錳鋼屈服強(qiáng)度,并改善形變硬化效果。與普通高錳鋼相比,形變硬化達(dá)到相同的表面硬度時(shí),加鉻高錳鋼所需的壓縮變形量較小。研究發(fā)現(xiàn),在化學(xué)成分1.15% C 和 12.1% Mn 的高錳鋼中加入 2.10% Cr 后,其屈服強(qiáng)度由 378MPa 提高到 429MPa,提高了 13.5%;而斷面收縮率由 25.2%降低到18.9%,降低了 25%。在化學(xué)成分為 1.0%~1.4% C 和 12.0%~14.0% Mn 的高錳鋼中加入 1.85% Cr 后,其沖擊韌度平均值由 113 J/cm2降低到86J/cm2,降幅高達(dá) 23.9%。
高錳鋼中加鉻提高合金襯板耐磨性是有條件的。高錳鋼加鉻的效果與合金襯板表面在形變過程中能否避免材料剝落有關(guān),剝落會(huì)造成表面材料額外流失而導(dǎo)致磨損量的增加。一般來說,物料較硬時(shí),加鉻不會(huì)改善高錳鋼耐磨性,而物料較軟時(shí),加鉻可明顯改善高錳鋼耐磨性。值得注意的是,加鉻高錳鋼在低溫下沖擊韌度降低很大,用于嚴(yán)寒地區(qū)的高錳鋼鑄件更需要慎重考慮加鉻的利弊。