耐磨合金材料在燒結生產中的應用

白建紅

摘 要：本文主要介紹新型合金材料在鋼鐵企業燒結機設備上的應用。

關鍵詞：耐磨材料；燒結機；強度與韌性

隨著現代工業科技化的發展，機械設備在許多的國家都占著非常重要的比重，但機械設備在各個領域投入使用的同時，也帶來了許多后期維修的問題。機械裝備磨損太過于嚴重，據大量的數據顯示，我國的機械裝備設備以及零部件的磨損造成的經濟損失占我國國民生產總值的4%左右，在經濟損失上不僅給我國造成了嚴重的影響，給世界上其他的國家也帶來了巨大的損失，因此各國都非常重視耐磨材料的研究，以此來減少在經濟上過大的投入，提高耐磨金材料在工業生產的大力使用。

目前我國在耐磨金材料上的研究取得了一定的成績，相比世界上其他的發達國家更加注重微合金化和晶強化相結合作為耐磨材料發展的目標，我國更加注重耐磨材料采用多元微合金和彌散強化相結合的方法來降低磨合金的磨損程度，為我國的工業生產提供相應的發展技術，促進我國工業的發展，減少工業后期投入的成本。

1 燒結生產特有的磨損機制分析

1.1 粘著磨損

粘著磨損是指材料本身在運作的過程中會受到距離的運動大小的影響，造成一定的磨損，一般發生在燃結機頭輪齒坂與臺車卡輪嚙合等，主要存在燒結各區域的傳動設備當中。總之，粘著磨損就是與機器設備的傳動有密切的關系，通過機器內部發生磨損，再加上材料本身的抗壓力和強度，像鋼等材料在使用的過程中，由于自身的強度和屈服壓力，設備在運行的過程中會產生粘著磨損，造成一定的經濟損失。

1.2 機器外部由于操作的時間過長發生的磨損

機械裝備或者內部的零件在長時間的工作運轉中，受到表面的摩擦和外部環境的影響下，使磨金材料成細片狀剝落，導致機械設備外部發生磨損。

大量的生產實踐證明，機械設備的表面疲勞磨損最為常見，工作中超負荷的運轉壓力，以及沒有對機械設備表面進行定期的相應維護。

1.3 材料本身的磨損

耐磨材料在本身的構造中需要鋼材的硬度與磨料硬度有一定的比值，這個比值決定了鋼材有一定的損耗率。在燃結生產的過程中，注意材料在在設備中的內襯要有一定的耐磨性以及耐磨的熱性，比如冷、熱振動篩篩板、冷、熱振動給料機槽體等的設備內襯都需要選用耐磨磨合金。

1.4 介質流體沖擊產生的侵蝕磨損

機械設備在運轉時會受到各種介質流體的沖擊，比如包括括水輪機、汽輪機、燃氣輪機、膨脹機、風力機等在運轉的同時會受到這些介質流體的沖擊造成磨損。

在這里需要注意的是任何機械設備以及零件的磨損，都是由于各種磨損造成的，并不是由于某一種磨損造成的，在燃結生產的過程中，要對機械設備的各種材料選擇耐磨性高，來防止機械設備以及零件磨損度太高，在生產的過程中造成不必要的經濟損失。

2 在具體的實踐中耐磨材料的應用分析

傳統的耐磨金屬材料的制造中選擇的是馬氏體基體組織，組織體內細小的碳化物隨處都分布的有，比如像高錳鋼就是屬于這一類材料組成的，在機械設備工作運轉的過程中，會產生巨大的操作壓力以及劇烈的沖擊力，導致金屬材料磨損嚴重。隨著科技水平的不斷發展，傳統的燒結生產設備中采用的是在物料溜槽內部進行高錳鋼的安裝。

這種安裝的機械設備不能承受現代大機器運轉過程中帶來的巨大物料流量，不能承受驅動設備負荷以及熱負荷的影響，致使各種磨損損壞加大，在這種情況，急需尋求耐磨性好的材料并且成本更加低廉的材料。以下就對幾種耐磨材料的選擇做簡要的介紹。

1）380m2環式冷卻機臺車三角梁的耐熱護板的耐磨材料。目前，我國的380m2環式冷卻機臺車三角梁的耐熱護板選用的是外國進口的，但在耐磨耐熱方面這種機器本身耐磨度不高，在這種情況下我國選用60Si2Mn彈簧鋼，用低氫堿性焊條直流焊接，并且溫度在500攝氏度左右，這種材料的應用在實踐中效果良好，護板表面磨損的不是很嚴重。這種直流焊接焊接的縫隙不大，對機器內部的材料起著彌散強化的作用，在這種組織狀態下耐磨材料有著巨大的彈性作用，合金鋼中的合金碳化物提高了鋼的軟度，降低鋼的硬度，提高鋼材的耐磨性。

2）驅動摩擦片耐磨材料的選擇。由于機器在運轉的過程中，產生較大的摩擦力，因此摩擦板的接觸力應該在6000kg/cm2，在如此大的摩擦力的沖擊下必定會造成機器磨損嚴重，選擇35CrMoSiA驅動摩擦力片會減少摩擦損壞。

3）針對燃結機的輸灰以及環冷機散料輸送系統產生的摩擦損壞情況，我國目前采用的是24Mn2k調質處理器，使刮板、中間易磨損的地方減少磨損姓，提高了機器在運轉中的工作效率。

4）對銘系材料的耐磨性選擇上。與傳統的燒結生產中對銘系材料的選擇上相比，現代工業為了減少材料的磨損，節約經濟成本，一般選擇第銘合金鋼材料。在我國的工業生產中已經被大量引用在生產實踐當中，并且效果明顯，在一定程度上降低了磨損度。

3 改善耐磨材料的機制

3.1 把固溶強化作為低合金鋼的基本機制

把鋼中最主要的元素改為可構成置換固溶體，使鋼在韌性上增強，換成可置換固溶體，增加新的溶質元素，強化作用更大。在實踐的設備操作中運用低合金鋼的基本機制，增強了鋼的耐磨性，較少機械設備的損壞程度。

3.2 加工硬化機制

用線狀障礙物的形式期作用，形成錯位強化，在位錯的過程中產生新的位錯，使位錯的密度加大，這種機制在一定程度上減少了機器磨損的力度，強化了位錯。

3.3 沉淀強化

指金屬在過飽和固溶體中溶質原子偏聚區和（或）由之脫溶出微粒彌散分布于基體中而導致硬化的一種熱處理工藝，像Si-Nb鋼就是采用這樣的強化機制，通過這種化學相互作用，加強鋼的耐磨性。

3.4 晶界強化

晶界是裂紋擴展的阻力，在一定的范圍內可把塑性變形，并且使變形均勻化。晶界強化是通過物體表面的障礙物起作用，同時又是位錯的障礙物，細化鋼的屈服強度，所以細化晶粒能夠改變鋼的韌性。

晶界通過強化的作用，使的強度增大、韌性加大，從而減少鋼的磨損度。晶界強化的作用正是世界上鋼鐵強國以此為基本原理，提高控制軋制技術水平發展的根本目標，以此來滿足現代工業的發展水平。目前，我國在這領域的技術研究還有發展和提升的空間。

4 結語

在科技化進程日益加劇的今天，冶金工業的生產力水平也需要相應的發展，促進耐磨金材料在燃結生產中的應用，降低機器設備的損壞率，降低生產成本，提高生產率。

參考文獻：[1] 材料物理性能.機械工業出版社.