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破碎机高锰钢破碎齿中敏感合金元素的作用

高锰钢以其较高的耐磨性广泛应用在矿山、冶金、冶金等领域,以破碎机为例,高锰钢可作为衬板、破碎齿的材料,最主要的成就还是高锰钢锤头的广泛应用。高锰钢破碎齿的机械性能与高锰钢中的敏感合金元素有很大的关联。各敏感合金元素的作用如下文分析:

1)C和Mn的影响

在高锰钢中碳对耐磨性的影响最为显著,随碳含量增加,高锰钢的相对耐磨性是增加的;锰的提高则有利于提高钢的冲击韧性。如果C含量保持在1.1%~1.5%,保证有较高的冲击韧性,将Mn提高到18%左右时,可使钢达到很好的耐磨性。

2)B的影响

高锰钢中加入微量B能显著提高钢的淬透性,每加入质量分数为0.001%的B在提高淬透性方面所起的作用相当于Mn0.85%、Ni2.4%、Cr0.45%、Mo0.35%,同时能显著提高力学性能,特别是冲击韧性。

3)Cr的影响

Cr是碳化物形成元素,能阻止奥氏体晶粒长大,细化晶粒,促使铸态晶粒形状较规则,使整个截面晶粒较均匀,同时改善碳化物形状。晶粒愈细,晶界愈多,阻止位错滑移作用愈大,可阻止显微裂纹扩展,迫使裂纹改变方向,消耗裂纹大量能量,提高屈服强度、断裂韧性和耐磨性。

4)Ti的影响

Ti能细化铸态组织,防止热处理时发生开裂现象,形成的TiC组织能消除铸件中的柱状晶组织,使钢的强度、硬度、塑性提高15%~20%,显著提高材料的加工硬化性能,同时也 了钢的耐低温性能。

5)Re的影响

用稀土对高锰钢进行变质处理,可以细化晶粒,改善碳化物和非金属夹杂的形态及分布,有利于提高高锰钢铸件的韧性;加入稀土还可提高钢液流动性,减小钢件热裂和冷裂倾向嗍,提高使用硬化能力,但稀土加入量必须控制,否则适得其反,一般稀土加入量控制在0.03~0.05%。

6)有害元素P、Si的影响

Si含量高会降低碳在奥氏体中的溶解度,碳化物在晶界上析出增多,水韧处理后,在晶界上留下较大的显微疏松。但为了能较完全地 钢中的夹杂物,含硅量不能低于0.3%。一般认为高锰钢的含硅量控制在0.4%~0.6%时上佳,致密性较好,钢具有很好的耐磨性,超过这个范围后耐磨性降低。

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