耐磨材料在不同工況下的應(yīng)用選擇
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- 耐磨材料在不同工況下的應(yīng)用選擇有工業(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，每年因磨損造成的經(jīng)濟損失占其國民生產(chǎn)總值的4%。蜂窩陶瓷載體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的資料顯示，磨損損失了世界一次能源的三分之一，機電設(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。
在不同的工況條件下其材料的磨損機理是不相同的.認(rèn)識耐磨材料的磨損機制,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經(jīng)濟效益。
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，其表面會迅速硬化，而芯部仍保持極強的韌性，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，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。...
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