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Several  wear-resisting  materals  choiced  in  the  

difference  industry  Conditions  

Wang Qiu-zhen  

（Mechanism and Engineering Department, Hubei Institute of Education, Wuhan 430205）  

Abstract: There is the wear and tear during industry production and 50% is abrasive wear and tear.  

The these discusses several poinciple of wear and teare according to its form and compostion in   

basic and traditional of China , and probes choice of fear and wear materals for difference industry  

conditions.  

Key words:   wear-resisting materal    abrasive waer and fear    industry condition   choice 

1．前言 

      有工業(yè)就有磨損，磨損是工業(yè)中材料和能源消耗的主要根源之一。其中又以磨料磨損最為嚴(yán)重，約占各種磨損類型的50%。美國曾有統(tǒng)計(jì)，每年因磨損造成的經(jīng)濟(jì)損失占其國民生產(chǎn)總值的4%。2004年底由中國工程院和國家自然科學(xué)基金委共同組織的北京摩擦學(xué)科與工程前沿研討會(huì)的資料顯示，磨損損失了世界一次能源的三分之一，機(jī)電設(shè)備的70%損壞是由于各種形式的磨損而引起的；我國每年因磨損造成的經(jīng)濟(jì)損失在1000億元人民幣以上，僅磨料磨損每年就要消耗300多萬噸金屬耐磨材料，且還以每年15%的速度在增長［1］。 

     在不同的工況條件下其材料的磨損機(jī)理是不相同的.認(rèn)識(shí)耐磨材料的磨損機(jī)制,研究磨損失效原因，建立耐磨性與材料組織性能之間的關(guān)系，正確選用耐磨材料，減少磨損，提高機(jī)械設(shè)備和零件的安全壽命，具有十分重要的理論意義和巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。 

2．我國目前通用的耐磨材料及其性能 

2．1  我國目前通用的耐磨材料有以下幾大系列：

   一是高錳鋼系列：如高錳鋼（ZGMn13）、 

     高錳合金（ZGMn13Cr2MoRe）、超高錳合金（ZGMn18Cr2MoRe）等；

  二是抗磨鉻鑄鐵系列：如高、中、低鉻合金鑄鐵（如Cr15MOZCu）；

  三是耐磨合金鋼系列:如中、低、高碳多元金合鋼（如ZG40SiMnCrMO和ZG35Cr2MoNiRe）；

  四是奧貝球鐵（ADI）系列；

  五是各類復(fù)合或梯度材料及硬質(zhì)合金材料：如碳化鉻復(fù)合材料（Cr2C3+Q235）、高能離子注滲碳化鎢材料（WCSP）、高韌硬質(zhì)合金（YK25.6）等；六是各類非金屬耐磨材料：如聚合陶瓷復(fù)合材料、氮化硅（Si3N4）、增韌氧化鋯（Y2O3+ZrO2）、增韌三氧化二鋁（Al2O3/ZrO2）等。 

2．2  不同系列的耐磨材料性能比較： 

2．2．1 高錳鋼系列：其代表為高錳鋼ZGMn13。在承受劇烈沖擊或接觸應(yīng)力下，其表面會(huì)迅速硬化，而芯部仍保持極強(qiáng)的韌性，外硬內(nèi)韌既抗磨損又抗沖擊。且表面受沖擊越重，表面硬化就越充分，耐磨性就越好。由于高錳鋼自身硬度很低（HB170-230），在未硬化時(shí)耐磨性是極其有限的，若高錳鋼件表面所承受沖擊力不足，則表面不能充分硬化（充分硬化后表面硬度可達(dá)HB550以上，反之則在HB350以下）則耐磨性無從發(fā)揮，而呈現(xiàn)出不耐磨狀況。 

2．2．2 抗磨高鉻鑄鐵系列：按組織結(jié)構(gòu)和使用情況，鉻系鑄鐵可以分為三大類：第一類為具有良好高溫性能的鉻系白口鑄鐵。這種鑄鐵含鉻量為33%，其組織多數(shù)為奧氏體和鐵鉻碳化物，有時(shí)也出現(xiàn)鐵素體。這種合金除具有一定的耐磨性外，在溫度不高于1050℃的高溫工作條件下，具有良好的抗氧化性能。第二類為具有良好耐磨性的鉻系白口鑄鐵（簡稱高鉻鑄鐵）。這種鑄鐵中除含有12～20%的鉻外，還含有適量的鉬。這類鑄鐵凝固后的組織為(Fe,Cr)7C3型碳化物和γ相。當(dāng)基體全部為馬氏體時(shí)，這種合金的耐磨性能最好。如果基體中存在殘余奧氏體，通常要進(jìn)行熱處理。第三類為低鉻合金白口鑄鐵。與普通白口鑄鐵相比，這種鑄鐵中碳化物的穩(wěn)定性更好。［2］ 

2．2．3 耐磨合金鋼系列：又分為低合金鋼、中、高合金鋼。耐磨合金鋼可通過調(diào)控化學(xué)成份和熱處理工藝獲得必要的材料的沖擊韌度和硬度指標(biāo)。硬度可達(dá)HRC=52～58，韌性可達(dá)到ak=15～30J/cm2。 

2．2．4 奧貝球鐵（ADI）系列：它是通過等溫淬火熱處理或加入合金元素，使球鐵基體組織由鐵素體、珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W鐵體、貝氏體和殘余奧氏體。ADI具有以下一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：①強(qiáng)度高、塑性好。②彎曲疲勞和接觸疲勞等動(dòng)載性能高。ADI的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞強(qiáng)度可達(dá)400～500MPa，與調(diào)質(zhì)處理低合金鋼相當(dāng)，ADI的接觸疲勞強(qiáng)度可達(dá)1600～2100MPa，比低合金鋼氮化處理和滲碳處理的接觸疲勞強(qiáng)度高。③吸震性好。ADI由于彈性模量低，加上基體中存在石墨球，能迅速吸收震動(dòng)并增大了噪音阻尼，使部件的運(yùn)行更安靜和平穩(wěn)。④極好的耐磨、抗磨性。ADI的耐磨性能，比任何同等硬度水平的鋼都好。⑤加工性能好：ADI大部分機(jī)械加工可以在等溫淬火前完成，此時(shí)一般為鐵素體球鐵，其加工性能顯著好于鋼。 

2．2．5 復(fù)合或梯度材料系列：其代表是高能離子注滲碳化鎢材料（WCSP）和碳化鉻復(fù)合材料（Cr2C3+Q235）。滲碳化鎢材料（WCSP）是采用高能離子注滲技術(shù)向鋼鐵零部件表層注滲碳化鎢(WC).WC和鋼基體兩者是冶金結(jié)合，優(yōu)勢互補(bǔ)。表面具有WC的高硬度，高耐磨性。心部則保留了所選鋼基體原來的硬度、強(qiáng)度和韌性。在表層與心部之間還存在一個(gè)性能漸變的梯度過渡區(qū)，有效地避免了性能突變時(shí)可能引起的材料破壞。［3］ 
錘用硬質(zhì)合金：相對(duì)于高錳鋼和高鉻合金鋼，錘用硬質(zhì)合金具有更高的硬度和耐磨性。