合金鋼系列中的低碳中合金鋼、中碳低合金鋼、中碳中合金鋼以及低碳高合金鋼,由于其化學成分和熱處理工藝的可變性,使得產品機械性能指標存在較大差距。硬度范圍為40-60 HRC,沖擊韌性范圍為10-100 J/cm2。因此,根據易損件的應用工況條件和磨損機制的分析,可以優(yōu)化和選擇合適的合金鋼化學成分和綜合機械性能。
低碳中合金鋼的優(yōu)點在于:合金量較少,生產成本較低;通過水淬或油淬可以提高硬度,從而滿足易損件的耐磨壽命。中碳低合金鋼的優(yōu)點在于:中等的合金含量使其基體組織得到固溶強化,且有彌散碳化物。熱處理工藝簡單且穩(wěn)定,綜合機械性能較好。
與低碳低合金鋼相比,中碳中合金鋼具有較高的硬度,耐磨性明顯,但生產成本偏高。低碳高合金鋼的優(yōu)點在于:低碳和高合金的化學成分配合恰當的熱處理工藝,可獲得非常高的韌性和較高的硬度,對受沖擊負荷較大、結構復雜的易損件具有優(yōu)勢。
然而,高錳鋼的鑄態(tài)組織由于含有大量碳化物,使得其很脆,無法直接使用。通常的熱處理方法為固溶處理,即將鋼加熱至1050-1100℃,保溫消除鑄態(tài)組織,得到單相奧氏體組織,然后水淬,使這種組織保持到常溫。熱處理后鋼的強度、塑性和韌性均大幅度提高,因此也被稱為水韌處理。
鑄造高鉻襯板具有較高的含鉻量、良好的硬度、抗蝕性以及較好的韌性,廣泛應用于各種磨料磨損場合以及各種高溫磨損和腐蝕磨損的工況。目前,電力和建材行業(yè)干式球磨機已廣泛使用鑄造高鉻襯板磨球,而在冶金礦山濕式球磨機中,鑄造高鉻襯板磨球也具有較好的抗磨性。