常用主要材料零件耐磨零件.doc

耐磨零件材料概述材料表面强化处理 农机具耐磨零件材料球磨机磨球材料耐磨材料概述高锰钢的耐磨性典型耐磨零件用钢耐磨件-犁壁耐磨件-泥浆泵缸套耐磨件-锤式粉碎机锤片耐磨件-风扇磨煤机护勾、护甲耐磨件-旋耕机刀片耐磨件-甘蔗粉碎机切片耐磨件-剪羊毛机刀片耐磨件-切草机刀片耐磨件-旋耕机齿轮耐磨件-联合收割机链轮耐磨件-稻麦收割机光滑刃动刀片耐磨件-耙片耐磨件-锄铲耐磨件-稻麦收割机光滑刃定刀片耐磨件-泥浆活塞杆耐磨件-推土机铲运机铲刀耐磨件-凿岩机耐磨件-钻探机械钻具耐磨件-犁铧耐磨件-覆带板国外工程机械耐磨件用钢及热处理德国挖掘机斗齿日本挖掘机斗齿日本推土机、装载机、行走机构日本推土机、装载机、工作装置美国挖掘机斗齿材料表面强化处理 材料表面强化处理是提高耐磨性的重要措施之一。除了常用的化学热处理(渗碳、渗硼等)和表面淬火方法外，还有表面冶金强化(表面熔化、表面合金化、表面涂层)、气相反应沉积、离子注入等方法都能提高零件表面的耐磨性和疲劳强度等性能。耐磨堆焊是以提高耐磨性为主要目的的堆焊工艺。耐磨堆焊材料也就成为一类重要的金属耐磨材料。常用的耐磨堆焊材料有铁基合金、钴合金、镍合金等。耐磨堆焊材料的范围很广泛的。应该在耐磨性、对环境的适应能力和可焊性等几方面综合考虑正确选用堆焊材料。耐磨材料概述用于制造耐磨零件的金属耐磨材料包括钢、复合钢材和铸铁等。高锰钢是历史悠久的耐磨材料，在恶劣工况条件下，不容易产生塑性失稳，而具有相当好的耐磨性；但它只有在冲击载荷及单位压力较大的磨料磨损条件下，产生加工硬化效应，才显示出较其他材料具有更优良的耐磨性。对于冲击载荷不太大的易磨损零部件，目前较广泛选用成本较低的非合金钢（碳素钢）或中高碳合金钢，并采取一定的工艺措施以提高其耐磨性。选用表面硬化钢或复合钢材制作的零部件，在耐磨、耐冲击等性能方面都具有明显的优点，可提高使用寿命，但成本较高。耐磨铸铁的耐磨性好，成本低，包括冷硬铸铁、白口铸铁和中锰球墨铸铁，一般适用于不同工况条件下使用的耐磨零件。耐磨钢目前尚没有系统的技术标准，但制造耐磨零件所选用的钢类及钢种较广，一部分结构钢、工具钢及合金铸铁均常用于制造各种耐磨零件。近年来还发展了一些耐磨专用钢。一般是根据工作条件、磨损类型以及材料破坏机理的不同，来合理选用钢种。农机具耐磨零件材料农业机械中旋耕刀、耙片等零件在作业时与土壤中的砂石、树根等相碰撞，要求心部或承力层有较好的韧性而刃口或表面有高的耐磨性，所以一般选用65Mn钢。也常采用复合钢材、多层轧材以及处理工艺。各类作物的收割刀片以接触疲劳磨损和磨料磨损为主，要求刃口硬度高、耐磨、锋利，同时又要有一定韧性，常选用C0.6%1.2%的高碳钢制造。也可选用低碳钢经化学热处理后使用。正确选择热处理工艺是充分发掘材料潜力的重要环节。高锰钢的耐磨性耐磨材料概述用于制造耐磨零件的金属耐磨材料包括钢、复合钢材和铸铁等。高锰钢是历史悠久的耐磨材料，在恶劣工况条件下，不容易产生塑性失稳，而具有相当好的耐磨性；但它只有在冲击载荷及单位压力较大的磨料磨损条件下，产生加工硬化效应，才显示出较其他材料具有更优良的耐磨性。对于冲击载荷不太大的易磨损零部件，目前较广泛选用成本较低的非合金钢（碳素钢）或中高碳合金钢，并采取一定的工艺措施以提高其耐磨性。选用表面硬化钢或复合钢材制作的零部件，在耐磨、耐冲击等性能方面都具有明显的优点，可提高使用寿命，但成本较高。耐磨铸铁的耐磨性好，成本低，包括冷硬铸铁、白口铸铁和中锰球墨铸铁，一般适用于不同工况条件下使用的耐磨零件。耐磨钢目前尚没有系统的技术标准，但制造耐磨零件所选用的钢类及钢种较广，一部分结构钢、工具钢及合金铸铁均常用于制造各种耐磨零件。近年来还发展了一些耐磨专用钢。一般是根据工作条件、磨损类型以及材料破坏机理的不同，来合理选用钢种。高锰钢的耐磨性我国高锰钢的化学成分和力学性能钢号化学成分（%）力学性能*适用范围CMnSiSPb(Mpa)5(%)AK(J)HBZGMnl3-11.101.5011.0014.000.301.000.0500.09063720-229低冲击件ZGMnl3-21.001.40147普通件ZGMnl3-30.901.300.300.800.08068625复杂件ZGMnl3-40.901.200.08073535高冲击件注：*10601100水淬处理后试样的力学性能部分国外标准高锰钢的化学成分：日本标准高锰钢的化学成分JISG5131-1991钢号化学成分质量分数（%）CMnSiSP其它SCMnH10.91.3114-0.050.10-SCMnH20.91.21140.80.040.07-SCMnH30.91.21140.30.80.0350.05-SCMnH110.91.31140.80.040.07Cr：1.52.5SCMnH211.01.351140.80.040.07Cr：2.03.0Cr：0.40.7美国标准高锰钢的化学成分ANSI/ASTMA128-78a钢号化学成分质量分数（%）CMnSiSP其它Ab1.051.3511.01.0-0.07-B-10.91.0511.511.41.0-0.07-B21.051.211.511.41.0-0.07-B-31.121.2811.511.41.0-0.07-B-41.21.3511.511.41.0-0.07-C1.051.3511.511.41.0-0.07Cr：1.52.5D0.71.311.511.41.0-0.07Ni：3.04.0E10.71.311.511.41.0-0.07Mo：0.91.20E21.051.4511.511.41.0-0.07Mo：1.82.10F1.051.356.08.01.0-0.07Mo：0.91.20前苏联标准高锰钢的化学成分钢号化学成分质量分数（%）CMnSiSP其它110130.91.511.515.00.31.00.050.12Cr：1.0Ni：1.011013X2P0.91.511.514.50.31.00.050.12Cr：1.02.0Ni：0.5Nb：0.080.12B：0.0010.00611013T0.91.311.514.50.40.90.050.12V：0.100.30Ti：0.010.0513014XMA1.21.412.515.00.60.050.07Cr：1.01.5Ni：1.0V：0.080.12N：0.0250.05罗马尼亚联标准高锰钢的化学成分STAS3718钢号化学成分质量分数（%）CMnSiSP其它T100MoMn1300.7A1.311.5A14.01.00.050.07Mo:0.9A1.2T100NiMn1300.7A1.311.5A14.01.00.050.07Ni:3.0A4.0T105Mn1200.9A1.211.5A13.51.00.050.11Ni:0.8T120CrMn1301.05A1.3511.5A14.01.00.050.07Cr:1.5A2.5T130Mn1351.25A1.4012.5A14.51.00.050.11Ni:0.8波兰标准高锰钢的化学成分PN83160钢号化学成分质量分数（%）CMnSiSP其它L120G131.01.412.014.00.31.00.030.10Cr：1.0Ni：1.0L120G13H1.01.412.014.00.31.00.030.10Cr：0.61.3Ni：0.5L120G13T1.01.412.014.00.31.00.030.10Cr：1.0Ni：1.0Ti：0.10.3高锰钢铸件在受到冲击截荷和压应力时，金属表面发生塑性变形，迅速产生加工硬化并诱发产生马氏体及相，从而形成硬而耐磨的表面层，耐心部仍是奥氏体组织。表面层硬度由原来的200HB左右提高到500HB以上，硬化层浓度可达到1020mm，甚至更多。在表面逐渐被磨损掉的同时，在冲击载荷的作用下硬化层不断地向内发展。在低冲击载荷和低应力磨损情况下，由于不能在表面产生足够的加工硬化，这时高锰钢的耐磨性往往不一定比相当硬度的其他钢种好。奥氏体高锰钢是非磁性的，也可用于既要求耐磨又抗磁化的零件，如吸料器的电磁铁罩。为适应不同工况的要求，调整基本成分和加入其他合金元素，以提高钢的耐磨性，发展了一些改进型高锰钢。国内外一部分改进型高锰钢的化学成分和用途见下表。改进型高锰钢的化学成分和用途国别钢 种化学成分质量分数(%)用途举例CSiMnMoCr其他中国Mn6Mo1.21.40.40.75.57.00.81.21.5(小截面件)(大截面件)-适用于冲击不很大的粉煤设备和工程机械的耐磨件美国Climax6Mn-1MoGrade A1.051.350.400.705.756.750.901.20残余-Grade B0.801.000.400.706.007.000.901.20残余-中国5Cr5Mn90.54-8.86-4.94-破碎机的轧臼壁、破碎壁，电铲铲齿60Cr5Mn110.58-11.0-4.7-Mn9Cr2-45Mn17Al30.340.420.270.5717.218.0-Al：2.973.20Ti：0.0780.098承受高应力冲击的工件，如落锤及其底座7Mn130.70.80.512.514.5-Ti：0.1铸态下使用。大型挖掘机铲斗、复杂结构的格子板、衬板等球磨机磨球材料用于水泥生产的球磨机的磨球，所破碎的水泥磨料较硬，应选择耐磨性高的材料，如高铬铸铁；而磨煤球磨机用磨球，煤相对较软，采用低合金钢淬火，如45Mn2或贝氏体钢球可满足要求。不同型号磨机的磨球选材也不同，大型水泥磨机的磨球受冲击严重，应选用耐磨性较高韧性良好的材料。如直径5m以上的大磨机国外用GCr15或碳铬钼低合金钢球，也可用韧性较好的低碳高铬铸铁球；而在小磨机中工作的磨球则以选用高铬铸铁球为宜。大尺寸磨球需选用淬透性高的钢种以保证断面上高而均匀的硬度。一种类型的耐磨材料有时仅适用于某种工况条件。耐磨件-犁壁选用钢号 热处理技术要求 推荐的热处理 65Mn 5560HRC 等温淬火：85010 加热，硝盐温度：180200 ，18010 回火 三层复合钢板 (GB1252-1989) 外层：60HRC 82010 模压喷水淬火，19010 回火 耐磨件-稻麦收割机光滑刃动刀片选用钢号 热处理技术要求 推荐的热处理 T9 5060HRC 非淬火区：35HRC 880920高频加热等温淬火，硝盐温度：250270 耐磨件-泥浆泵缸套选用钢号 热处理技术要求 推荐的热处理 20CrMo 表面硬度：60HRC 渗碳硬化层深：1.55mm 920940 渗碳，780800 淬火，160180 回火 耐磨件-耙片零件名称 选用钢号 热处理技术要求 推荐的热处理 旱田耙 65SiMnRE 4550HRC 等温淬火：82010 加热，硝盐温度：270300 ，20010 回火 水田耙 65Mn 3844HRC 800830 淬油，400500 回火、水冷 耐磨件-锤式粉碎机锤片选用钢号 热处理技术要求 推荐的热处理 65Mn 5055HRC 82010 淬油，31010 回火 耐磨件-锄铲零件名称 选用钢号 热处理技术要求 推荐的热处理 机动中耕机 65Mn 450500HB 淬火区：2030mm 82010 淬油，33010 回火 林业锄草机 65Mn 4652HRC 82010 淬油，31010 回火 耐磨件-风扇磨煤机护勾、护甲选用钢号 热处理技术要求 推荐的热处理 ZG50Mn2 220240HB 880 正火 耐磨件-稻麦收割机光滑刃定刀片选用钢号 热处理技术要求 推荐的热处理 65Mn 4856HRC 900950高频加热等温淬火，硝盐温度：260280，200220回火 耐磨件-旋耕机刀片选用钢号 热处理技术要求 推荐的热处理 65Mn 刀身：5057HRC 刀柄：4047HRC 等温淬火：82010加热，硝盐温度：270280，刀柄部分盐炉44010快速回火 耐磨件-泥浆活塞杆选用钢号 热处理技术要求 推荐的热处理 70V 表面硬度：58HRC 淬硬层深：1.54mm 850880中频加热淬火，160180回火 耐磨件-甘蔗粉碎机切片选用钢号 热处理技术要求 推荐的热处理 65Mn 6062HRC 82010 淬油，16010 回火 耐磨件-推土机铲运机铲刀选用钢号 热处理技术要求 推荐的热处理 65Mn 刃部热处理区： 4560HRC 82010 淬火，200320 回火 55SiMnRE 50HRC 80010 淬火，200250 回火 耐磨件-剪羊毛机刀片选用钢号 热处理技术要求 推荐的热处理 T12 上刀片：6367HRC 下刀片：6365HRC 等温淬火：85010加热，硝盐温度：140170，-110深冷处理，17010回火，下刀片不深冷处理 Cr04 上刀片：6367HRC 下刀片：6365HRC 上刀片：等温淬火：85010加热，硝盐温度：160170，-110深冷处理，160170回火 下刀片：等温淬火：81010加热，硝盐温度：160170，160170回火 耐磨件-凿岩机零件名称 选用钢号 热处理技术要求 推荐的热处理 活塞 V 表面硬度：6064HRC 心部硬度：3842HRC 720730预热，805淬盐水，220回火 阀 20Cr 表面硬度：5560HRC 渗碳硬化层深：0.40.7mm 920940渗碳，冷至860左右淬油，230250回火 棘轮 20CrMo 表面硬度：5862HRC 渗碳硬化层深：1.01.4mm 920940渗碳，840860淬油，200220回火 耐磨件-切草机刀片 选用钢号 热处理技术要求 推荐的热处理 T7、T8 刃部：5060HRC 77010 淬水，250320 回火 耐磨件-钻探机械钻具选用钢号 热处理技术要求 推荐的热处理 40Cr 表面硬度：50HRC 有效硬化层深：钻杆0.81.2mm；岩心管0.61.5mm；锁接头2.02.5mm 调质后高频加热淬火耐磨件-旋耕机齿轮选用钢号 热处理技术要求 推荐的热处理 40Cr 4045HRC 85010 淬火，38010 回火 耐磨件-犁铧选用钢号 热处理技术要求 推荐的热处理 65Mn 5260HRC 淬火区：2025mm 82010 淬水，28010 回火 65SiMnRE 5260HRC 淬火区：2025mm 82010 水淬油冷，24010 回火 65Mn 65SiMnRE 5060HRC 等温淬火：85010 加热 硝盐温度：180200 耐磨件-联合收割机链轮选用钢号 热处理技术要求 推荐的热处理 35Mn2 4047HRC 85010高频加热淬火，36010回火、水冷 耐磨件-覆带板选用钢号 热处理技术要求 推荐的热处理 40SiMn2 3947HRC 89010 淬火，400450 回火 ZGMn13 155230HB 105010 淬水 德国挖掘机斗齿零件名称钢种主要化学成份硬度斗齿GS30CrMoV64C:0.270.34,Mn:0.50.8,Cr:1.41.7,Mo:0.450.55325HBGS42CrMo4C:0.380.45,Mn:0.50.8,Cr:0.81.2,Mo:0.20.3370HBGS50CrMo4C:0.460.54,Mn:0.50.8,Cr:0.91.2,Mo:0.150.25570HBHalsiderC:0.250.28,Mn:0.750.9,Cr:0.40.6,Mo:0.20.3,Ni:0.50.7,V:0.40.6-Cen MarenC:0.35,Mn:1.6,Cr:1.0,Mo:0.6,Ni:1.0-GS30Mn5C:0.270.34,Mn:1.21.5280HBVCMC:0.250.3,Mn:0.70.9,Si:1.31.8,Cr:1.9,Mo:0.40.6,Al:0.03-日本推土机、装载机、工作装置零件名称钢种主要化学成份热处理硬度侧刀片铸钢C:0.31,Mn:1.4,Mo:0.25- SiCrMoB锻件C:0.30,Si:1.75,Cr:0.6,Mo:0.15喷水淬火、回火 表面4552HRC Mn-B铸钢C:0.35,Mn:1.1,B:0.0017高Si铸钢C:0.44,Si:2.2,Cr:1.0油淬、回火54HRC主刀片SMn433H轧材C:0.33,Mn:1.3水淬、回火表面48HRCMn-B钢轧材C:0.35,Mn:1.1喷淬、回火斗齿低锰铸钢C:0.33,Mn:1.5喷水淬火、回火表面4752HRCMnCrMo铸钢C:0.30,Mn:1.45,Cr:0.45,Mo:0.05水淬回火、火焰淬火松土器齿CrMnMo铸钢C:0.30,Mn:1.45,Cr:0.45,Mo:0.5-6表面48HRCSiCrMoB锻件C:0.30,Si:1.75,Cr:0.6,Mo:0.15喷水淬火回火NiCrMoB锻件C:0.26,Ni:0.5,Cr:0.45,Mo:0.17SNCM439C:0.39,Ni:1.8,Cr:0.8,Mo:0.22油淬、回火日本挖掘机斗齿零件名称钢种主要化学成份热处理硬度斗齿斗刃高Si铸钢C:0.280.36,Mn:1.01.5,Si:1.92.4,Cr:0.41.0,Mo:0.10.3,V:0.030.15油淬50HCRC:0.30.38,Mn:0.81.5,Si:1.72.2,Cr:1.01.5,Mo:0.30.5,V:0.040.3油淬-C:0.310.45,Mn:0.61.2,Si:0.51.2,Cr:1.02.0,Mo:1.0,B:0.01900缓冷到600后空冷320420HB日本推土机、装载机、行走机构零件名称钢种主要化学成份热处理硬度履带板SMn433H型C:0.33,Mn:1.30喷水淬火、回火筋部4049HRC板体3240HRCSiCrMoB型C:0.30,Si:1.75,Cr:0.6,Mo:0.15-C:0.34,Mn:1.40,Cr:0.35局部淬火，其余淬火淬火部分45HRC正火部分18HRC链轨节SMn433H锻件C:0.43,Mn:1.55水淬回火轨面感应淬火轨面55HRC基体321HBSCM435H锻件C:0.36,Cr:1.0,Mo:0.25油淬回火轨面感应淬火SiCrMo锻件C:0.330.43,Si:0.30.85,Mn:0.650.85,Mo:0.150.35,Cr:0.91.2水淬回火轨面感应淬火销套SCM4315H钢管C:0.15,Cr:1.0,Mo:0.25渗碳淬火、回火表面61HRC心部38HRCMn-B钢管C:0.17,Mn:1.05,B:0.0015驱动轮SMn433H锻件C:0.33,Mn:1.30喷水淬火回火表面50HRCSiMn钢铸件C:0.44,Si:0.5,Mn:1.1Mn-B锻件C:0.37,Mn:1.1,B:0.0017SiCrMo铸件C:0.430.47,Cr:0.91.2,Si:0.30.85,Mn:0.60.85,Mo:0.150.35美国挖掘机斗齿零件名称 钢种 主要化学成份 热处理 硬度 斗齿尖、座 CS合金 C:0.20.28,Mn:0.650.7,Cr:1.431.54,Mo:0.5,Ni:0.150.35 淬火、 回火 3644HRC 斗齿销 AISI8640 C:0.41 ,Mn:0.84,Cr:53,Mo:0.25,Ni:0.51 淬火、 回火 40HRC 斗前壁上唇 SD3526 C:0.30,Mn:1.08,Cr:0.81,Mo:0.45,Ni:0.570.9,Ti:0.02 淬火、 回火 2936HRC