耐磨铸钢件产业界定及发展历程

第一节 耐磨铸钢件定义及性质

1、定义

耐磨铸钢件为用耐磨钢浇注制作的零件。耐磨钢为耐磨损性能强的钢铁材料的总称，耐磨钢是当今耐磨材料中用量最大的一种。

耐磨铸钢件钢种类繁多，大体上可分为高锰钢，中、低合金耐磨钢铸件，铬钼硅锰钢铸件，耐气蚀钢铸件，耐磨蚀钢铸件以及特殊耐磨钢铸件等，目前我国主要应用的耐磨钢铸件有：

1）奥氏体耐磨锰钢铸件

目前，国内外生产和应用的奥氏体锰钢铸件仍以Mn13系列为主，其中以日本为代表的一些国家较推崇屈服强度和耐磨性较高的Mn13Cr2耐磨钢。奥氏体锰钢以高韧性、易加工硬化和一定强度著称，截至目前在大冲击载荷磨料磨损工况条件下（如圆锥式破碎机轧臼壁和破碎壁、旋回式破碎机衬板、大中型颚式破碎机颚板、大型锤式破碎机锤头以及大中型湿式矿山球磨机衬板），仍主要选用奥氏体锰钢。奥氏体锰钢的成熟体现在标准化上，在主要发达国家均有了国家标准（或相当于国标的标准），并于1999年诞生了奥氏体锰钢铸件国际标准（ISO13521：1999）。我国则制定了高锰钢铸件国家标准（GB/T5680-1998）和铸造高锰钢金相国家标准（GB/T13925-1992），特别是在我国高锰钢铸件国标中规定了不含Mo、Ni的两个牌号ZGMn13-2和ZGMn13-3的冲击韧性αk≥147J/cm2，以体现高锰钢的高韧性特点。

2）非锰系耐磨合金钢铸件

非锰系耐磨合金钢是近年来应用于冶金矿山湿式球磨机衬板的材料，生产一种低碳高合金铸钢衬板，C含量0.16%～0.28%，Cr含量7.0%～10%，Ni含量1.5%～2.2%，Mo含量0.5%～0.8%。衬板淬回火热处理后硬度为HRC45～52，冲击韧性αk≥50J/cm2，在Φ1.5×3.0m和Φ2.7×3.6m铁矿球磨机上进行工业试验，使用寿命是高锰钢衬板的2倍以上，取得了较好的应用效果。

氧化铝厂的铝矿湿式球磨机衬板，在热强碱性铝矿浆（≥80℃，pH≥14）工况条件下，高锰钢有明显的碱脆开裂（应力腐蚀开裂）现象，而且高锰钢的腐蚀和碱裂现象均比铬合金钢严重。由于高锰钢衬板不适于这一工况，科研人员又研制出Cr含量较低的多元低合金马氏体铸钢衬板，并实现了工业生产和应用。

2、性质

铸件有优良的机械、物理性能，它可以有各种不同的强度、硬度、韧性配合的综合性能，还可兼具一种或多种特殊性能，如耐磨、耐高温和低温、耐腐蚀等。

铸件的重量和尺寸范围都很宽，重量最轻的只有几克，最重的可达到400吨，壁厚最薄的只有0.5毫米，最厚可超过1米，长度可由几毫米到十几米，可满足不同工业部门的使用要求。

第二节 耐磨铸钢件发展历程

耐磨钢作为一种专用钢大约始于十九世纪后半叶。1883年英国人哈德菲尔德（R0.A0.Hadfield）首先取得了高锰钢的专利，至今已有100多年的历史，高锰钢是一种碳含量和锰含量较高的耐磨钢，这个具有百余年历史的古老钢种，由于它在大的冲击磨料磨损条件下使用时具有很强的加工硬化能力，同时兼有良好的韧性和塑性，以及生产工艺易于掌握等优点，因此，目前它仍然是耐磨钢中用量最大的一种（尤其是在矿山等部门）。

1950年“二六”轰炸时，上海的发电厂遭到敌机轰炸，亚细亚钢铁厂接受上海市人民政府的紧急摆设，为杨树浦发电厂以及南市发电厂突击生产磨煤机、柴油机所需的铸钢件，由此起头了耐磨铸钢件的生产。然后，相继为洋灰厂生产破碎机用的齿板、采石场破碎机用的打击板以及衬板、矿山电铲用的齿形铲。1958年以及1959年又为上海铁合金厂以及上钢一厂高炉厂房施用的破碎机生产高锰钢齿板，使这些厂的砂礓破碎由手工加工代之以机械加工。20世纪60年代，该厂生产的耐磨铸件产量年均达到2000吨左右。铲斗齿的耐磨性在1979年的同行业个单位评比中名列首位；破碎机齿板，于1987年获上海市优质产品证书。 该厂于20世纪50年代应上海航道局要求，为“海龙”、“海虎”两艘挖泥船试制挖泥斗，用优质碳素结构钢铸成斗身，高锰钢铸成斗口，再经铆焊连接，完成为了试制任务。后又陆续研发了金矿砂挖斗以及0.3立米米挖泥斗等系列产品。80年代，为促推进口大容量挖泥斗的国产化，先后生产200余件0.5立米米挖泥斗，取代了进口，相继获交通部科技成果一等奖以及冶金部优质产品证书。1987年，为宝钢炼铁厂研究制造专用钢种，铸成35吨破碎机用的打击板，性能达到了从日本栗本铁工厂同类产品的水平。1988年，又为宝钢高炉炉喉护板研究制造了专用钢种，铸成的护板抗磨性能高，耐炉气腐蚀，代替了进口备件，使吨钢售价从万美元（进口）降至不到万元人民币。上述项产品，分获上海冶金局科技进步二等奖以及三等奖。 1950～1993年，该厂共生产耐磨钢铸件近万吨。供应给15个省市的40余家厂矿施用。1990年起，向日本、usa、意大利、巴基斯坦、尼日利亚以及东南亚各国出口。

近几十年来，低、中合金耐磨钢的开发与应用发展很快，由于这些钢具有较好的耐磨性和韧性，生产工艺较简单，综合经济性合理，在许多工况条件下适用，而受到用户的欢迎。为了适应矿山采运机械与工程机械发展的需要，所研制的高硬度耐磨钢板，20世纪70～80年代在国际上已形成系列并标准化。