Исследования износостойких материалов в настоящее время переживают период жесткой конкуренции, но также имеют светлые и широкие перспективы. Потому что есть промышленность, есть износ, и чем более развита промышленность, тем больше необходимы износостойкие материалы. Верится, что благодаря упорному труду износостойкие материалы и технологии защиты от износа обязательно сделают новый шаг вперед. С непрерывным развитием индустриализации металлические износостойкие материалы Китая прошли три этапа: Первое поколение износостойких материалов - высокомарганцовистая сталь. Преимущества: отличная вязкость, упрочнение при сильном ударном воздействии; Недостатки: склонность к пластической деформации, не износостойка. Второе поколение износостойких материалов - никелевый твердый чугун. Преимущества: высокая твердость, хорошая износостойкость; Недостатки: высокое содержание карбидов, высокая хрупкость, большое количество добавленного редкого металла никеля, высокая себестоимость, небольшой диапазон применения. Третье поколение износостойких материалов - высокохромистый чугун и различные легированные стали. Высокая прочность, низкая стоимость и хорошая износостойкость привели к быстрому развитию различных легированных сталей. Давайте проанализируем роль различных химических компонентов в износостойких материалах:

Марганец: Это элемент, образующий аустенит, и он также играет роль в образовании карбидов. Чрезмерное количество марганца приведет к появлению аустенита в структуре. Аустенит не подходит для шаров для помола, поскольку шары для помола из аустенита вызовут большое количество поломок и выкрашивания как при сухом, так и при мокром помоле. Однако, поскольку марганец используется для раскисления и десульфурации, содержание марганца в износостойких шариках не может быть слишком высоким.

Углерод: Износостойкость отливок из высокомарганцовистой стали не в том, что чем выше содержание углерода, тем выше износостойкость, но есть предельное значение. Когда содержание углерода >1,4%, в литом состоянии выпадает много карбидов. Во время закалки в воде карбиды не могут полностью раствориться в аустените, а междоузельные твердые растворы карбидов также достигли насыщения. Это не только не способствует износостойкости, но и снижает прочность и вязкость материала, а также склонно к разрушению во время работы.

Кремний: Высокое содержание кремния снижает растворимость углерода в аустените, и карбиды выпадают в большем количестве и становятся крупнее на границах зерен. После закалки в воде на границах зерен остается большая микроскопическая рыхлость. Однако, чтобы полностью устранить ее, содержание кремния в стали контролируется на уровне 0,4-0,6%, что является оптимальным. Содержание кремния >0,8% не оказывает существенного влияния на различные свойства высокомарганцовистой стали.

Марганец: Из-за высокого содержания марганца в высокомарганцовистой стали литая структура стали представляет собой аустенит и карбиды. После закалки в воде (обычно называемой закалкой в воде) при температуре около 1000 градусов Цельсия большая часть карбидов растворяется в аустените, и структура стали представляет собой однофазный аустенит или аустенит плюс небольшое количество карбидов.

Сера: Из-за высокого содержания марганца в стали может образовываться и выводиться из шлака большое количество MnS. Поскольку плавка осуществляется в щелочном шлаке, серу можно успешно снизить до уровня ниже 0,03%. Такое низкое содержание серы не оказывает существенного влияния на прочность, вязкость и износостойкость стали.

Фосфор: Фосфор очень мало растворяется в стали в одиночку и часто существует в виде Fe2P и Fe3P на границах зерен, что значительно снижает прочность, вязкость и износостойкость стали. Высокое содержание углерода усугубляет выпадение P в виде эвтектики на границах зерен. Для обеспечения производительности следует соблюдать следующее соотношение: C%=11,27-2,761×P%. В производстве содержание фосфора следует контролировать ≤0,08%; важные, сложные, толстостенные детали ≤0,07%.

Хром: Хром является элементом, образующим карбиды. Помимо соединения с углеродом с образованием карбидов, остальная часть растворяется в матрице, тем самым повышая электродный потенциал матрицы, что способствует противодействию коррозии. Если содержание мало, могут появиться карбиды M3C, снижающие как твердость, так и вязкость. Если содержание велико, количество карбидов значительно увеличится во время кристаллизации, что приведет к значительному снижению вязкости. В то же время, из-за уменьшения содержания углерода в матрице, твердость матрицы снижается, что приводит к снижению износостойкости. Однако некоторые производители в настоящее время решили эту проблему, используя специальные технологии производства и обработки, так что содержание хрома может достигать 30%.

Ванадий (Титан): Эти два элемента естественным образом вводятся в чугун и являются микролегирующими элементами. Они могут образовывать карбиды и нитриды с очень высокой твердостью, которые диспергируются в матрице, что способствует повышению микротвердости и износостойкости матрицы, а также способствует измельчению зерна.

Никель (Медь): Никель (Медь) является элементом, образующим аустенит, и добавление большего количества приведет к появлению аустенита в структуре. Добавление никеля в баинитные шары для помола в основном улучшает электродный потенциал матрицы и повышает коррозионную стойкость, но добавление большего количества нецелесообразно, а небольшое количество эффективно.

Молибден: Основная функция молибдена - измельчение матрицы, измельчение карбидов, повышение электродного потенциала матрицы и повышение коррозионной стойкости. Из-за высокой цены его добавление нецелесообразно. В условиях литья в металлические формы добавление небольшого количества может оказать существенное влияние, подходит для износостойких стальных шариков со специальными требованиями.

　　Как подобрать так много химических элементов для достижения наилучшей износостойкости? Это основной принцип оптимизации выбора износостойких материалов. В зависимости от различных условий эксплуатации различных износостойких материалов следует делать разумный выбор. Прежде всего, необходимо правильно проанализировать условия эксплуатации и механизмы износа заготовки, понять показатели производительности различных износостойких материалов и обеспечить их наилучшую работу в оптимальных условиях. Это имеет прямое значение для снижения износа, снижения энергопотребления, экономии энергии, увеличения срока службы и т. д. Компания Liuzhou Shuangkai Industrial Co., Ltd. более 10 лет специализируется на износостойких материалах и добилась хороших результатов в сочетании металлов и неметаллов. Разработанные ею облицовочные плиты из спеченного фарфора и облицовочные плиты из фарфорового порошка и сплава являются национальными патентованными изделиями, которые могут значительно превосходить эффект обычных износостойких материалов в системах транспортировки материалов, таких как сталь, цемент, доки и шахты, обеспечивая клиентам максимально низкую себестоимость и максимальный срок службы для снижения совокупных затрат, тем самым повышая экономические и социальные выгоды.