NM360材料在物流輸送設備上的應用研究

王夢鹿 姬莉 張虹

摘要：低合金高強度耐磨鋼具有高硬度和耐磨性，適用于各種磨損條件。選用焊接方式可以很好地解決NM360硬度大、折彎加工困難的工藝問題。文章研究NM360材料在物流輸送設備上的應用，結果表明，NM360鋼替代Q235A鋼制造物流輸送設備上的襯板，可以大大提高物流設備的耐磨性能。

關鍵詞：耐磨鋼；輸送機；焊接工藝；NM360；襯板

現代物流系統的基礎設施中有許多機械設備，它們在貨物的運輸、裝卸和存儲過程中不可避免地會發生磨損，尤其是摩擦磨損，其中以物料輸送設備的摩擦磨損最為嚴重。一般輸送設備會通過加裝耐磨襯板的方法減緩物料輸送中的摩擦磨損，但襯板時常因磨損嚴重，導致更換頻繁，消耗量非常大，浪費大量的材料和維修工時，甚至會造成對設備的損害。雖然有高鉻鑄鐵、高錳鋼、不銹鋼等高耐磨材料，但考慮到成本及維修等因素，還不能成為襯板材料的主流。

NM360是一種低合金高強度耐磨鋼，制造、安裝、維修成本低廉，但具有高的強度、韌性及耐磨性等優異性能，不僅可以提高耐磨襯板的壽命，而且可以通過合理設計，減少襯板的厚度，降低材料的使用量，提高生產效率，降低生產成本，具有良好的推廣價值。

本研究通過對比耐磨鋼NM360和Q235B襯板的性能、價格和磨損壽命，分析了NM360襯板的性能和經濟性，為日后襯板材料的改進提供了方向。

1 NM360與Q345材料特性比對

Q345是一種低合金碳素結構鋼，冷沖壓性能，焊接性能和可切削性能好，廣泛應用于橋梁、車輛、船舶、建筑、壓力容器等制造。NM360低合金高強度耐磨鋼具有高硬度和耐磨性，適用各種工況下的大型鋼結構件，可以滿足多種耐磨工況。兩種材料有許多不同之處，適用場合也不同。

1.1化學成分的比較

材料的耐磨性與材質本身的強度、硬度、塑性、韌性都有關，想要提高耐磨性，就要提高材料的綜合機械性能。兩種材料的化學成分比較如表l所示，可以看出，NM360含有鉻、鉬、硼等多種合金元素，可以有效提高材料的綜合機械性能，保障其耐磨性。

1.2熱處理工藝及金相組織的比較

Q345鋼板熱處理狀態為AR（普通熱軋），組織為F+P（鐵素體+珠光體）（見圖1）；NM360鋼板熱處理狀態為Q+T淬火+回火，組織為回火馬氏體（見圖2）。馬氏體較鐵素體的硬度高，且回火馬氏體具有良好的強韌性、較高的硬度和耐磨性，耐磨件熱處理應力較小。

1.3機械性能

NM360的抗拉強度比q345高許多，可以達到l100 MPa以上（見表2）。多種合金元素的添加保證了NM360耐磨鋼可以在較低的含碳量下達到很高的強度，硬度可達HBW330～390，使其具有較高的綜合性能。

2 NM360的焊接工藝

與普通Q235鋼不同，NM360的焊接需要焊前預熱，焊接過程中需要控制層間溫度，焊后需要石棉保溫緩冷。焊接時采用相對較小的焊接線能量（較小的焊接電流），一方面防止溫度過高出現組織晶粒粗大導致組織性能下降，另一方面也減小焊道過熱產生的焊接變形。選用CO2氣體保護焊進行焊接，具體的CO2氣保焊焊接工藝參數如表3所示。焊后采用

NM360鋼焊接熱影響區100倍和500倍金相照片如圖4所示，其組織是針狀鐵素體（AF）+粒狀貝氏體（BG）。針狀鐵素體的形成比側板條鐵素體形成溫度更低些，約在500℃附近，在中等冷卻速度才能得到，它在原奧氏體晶內以針狀分布，一般認為在焊縫屈服強度不超過550 MPa，硬度在175～225 HV時，AF是可顯著改善焊縫韌性的理想組織，AF的比例增加時，有利于提高焊縫金屬的韌性，故希望盡可能獲得最多的AF組織。

3 Q345與NM360襯板的使用情況比對

3.1使用壽命

根據物流輸送設備的實際運行情況，確定襯板磨損嚴重部位，并對檢測位置進行標記。分別對新安裝完NM360材料襯板和相對應Q345鋼襯板的易磨損部位定期測量厚度，耐磨鋼NM360和Q345鋼材的易磨損位置，每種材料至少確定3處測量點，每個測量點位置使用測厚儀檢測3次，取平均值作為該鋼板的厚度值。連續監輸送設備運行情況，記錄兩種襯板的使用磨損情況，統計數據并整理。經過多月相同物料輸送工作的檢驗，在設備運行正常的情況下，得出磨損數據。

根據磨損情況的數據和測量時間，可以計算出，相同時間內NM360耐磨鋼板的使用壽命是Q345鋼板的2.9倍。

3.2作業效率

NM360耐磨鋼的使用壽命是Q345鋼的3倍以上，可節省兩倍的檢修更換備件的時間，從而有效提高作業效率。

3.3經濟效益分析

輸送設備襯板更換為NM360鋼后與原來的Q235鋼板相比較，使用壽命提高將近270%，同時解決了NM360鋼的焊接工藝和鋼結構制造工藝的問題。按照現場技術改造數據測算，襯板由Q345普通鋼板更換為NM360耐磨鋼后，使用壽命延長為普通鋼板的3倍以上。

4 結語

新型NM360耐磨鋼在物流輸送設備上的應用，取得了良好的經濟效益。如果能在物料輸送作業中得到推廣，一定會帶來更大的社會效益。

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