貝氏體港機(jī)襯板的研究

摘要:文章介紹一種新型貝氏體耐磨襯板，從理論和現(xiàn)場漏斗測試方面，分析了貝氏體襯板的耐磨機(jī)理，說明貝氏體襯板具有硬度高、韌性好、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞:散貨;襯板;高壽命;耐磨性;B下+M

中圖分類號:TG26 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-8937(2009)12-0113-01

1引 言

作為漏斗和導(dǎo)板等的內(nèi)襯，襯板的壽命在很大程度上影響著港口、礦山散貨作業(yè)效率，作業(yè)方總是期望得到免維護(hù)的長壽命耐磨襯板。因此，提高襯板壽命、降低其在散貨設(shè)備上的更換頻率是許多研究者面臨的重要課題。

對于襯板材料單純提高韌性會導(dǎo)致磨損加劇，只提高硬度又易發(fā)生剝落甚至開裂(如圖1)。貝氏體鋼是一種兼有良好韌性和高耐磨性的材料，是散貨作業(yè)設(shè)備上值得推廣使用的新型襯板材料。

2貝氏體鋼襯板的制作與應(yīng)用

2.1制作

試驗(yàn)用貝氏體鋼成分以Mn-Si為主，以部分Cr代Mn，加少量其它合金元素。主要化學(xué)成分(%):0.35～0.6C;1.5～4Mn;0.15～3.0Si;0.2～3Cr等。貝氏體鋼用250 kg中頻感應(yīng)電爐以及1.5 t電弧爐冶煉，澆注成型進(jìn)行磨損實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用。

2.2實(shí)驗(yàn)

經(jīng)測定，鑄態(tài)貝氏體鋼屈服強(qiáng)度為1100～1400 MPa;硬度為50～56HRC，且沿截面相差不大;缺口韌度為αk≥120KJ/m2。貝氏體鋼顯微組織主要是深色B下針片團(tuán)和M基體，以及碳化物和少量殘留奧氏體，如圖2。

磨料磨損試驗(yàn)結(jié)果如表1，設(shè)備:MLS-225型濕砂橡膠輪式實(shí)驗(yàn)機(jī)，磨料:1 000 g的水和1 500 g的石英砂(石英砂的目數(shù)為50～70)，橡膠輪轉(zhuǎn)數(shù)為1 000轉(zhuǎn)，載荷為70 N。

2.3應(yīng)用

將試驗(yàn)用各種材料襯板安裝在港口漏斗、導(dǎo)板上進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，磨損結(jié)果如圖3，與圖4MM20測量結(jié)果相符。

3分析討論

目前廣泛應(yīng)用的耐磨材料主要有:高錳鋼、馬氏體鑄鐵、高鉻鑄鐵和低、中合金耐磨鋼。高錳鋼屈服強(qiáng)度過低，沖擊程度不足，在散貨作業(yè)中無用武之地。低、中碳合金馬氏體鋼有較好的強(qiáng)韌性，但淬透性差、淬硬性低，故耐磨性較差、壽命低。高碳合金馬氏體鋼和高鉻鑄鐵熱處理后基體往往轉(zhuǎn)變成為硬脆馬氏體，韌性太差，使用中易剝落甚至開裂。

磨損過程就是接觸表面硬化、分層、剝落的過程，就是裂紋的萌生與擴(kuò)展的過程，抗變形能力越強(qiáng)，強(qiáng)度越高，磨損率越低，但沖擊磨損與材料的斷裂韌性指標(biāo)有關(guān)。

貝氏體鋼顯微組織主要是B下+M，片狀下貝氏體受到馬氏體強(qiáng)烈壓縮，產(chǎn)生加工硬化，同時(shí)下貝氏體含量增加使馬氏體板條束變細(xì)，如此形成的界面強(qiáng)化能提高強(qiáng)度;加入的多種少量合金元素使下貝氏體含量到達(dá)一定值時(shí)，鋼的抗拉強(qiáng)度和屈服極限都到達(dá)最大值。下貝氏體的存在同樣增加了復(fù)合組織塑性和韌性，而且由于組織的有效晶粒細(xì)小，單位裂紋擴(kuò)展的途徑變短，鋼的韌性也相應(yīng)提高。所以貝氏體鋼更適合于襯板制作。

4結(jié) 論

①貝氏體鋼襯板組織細(xì)密，顯微組織主要是B下+M，硬度達(dá)55HRC左右，沖擊韌性≥120kJ/m2。

②貝氏體鋼優(yōu)異的耐磨性來源于良好韌性和高硬度的搭配，特別是韌性的貢獻(xiàn)。

③貝氏體鋼襯板耐磨性優(yōu)于其他常用襯板材料，與高鉻鑄鐵相當(dāng)，成本低，磨損壽命長，是理想的襯板材料。

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