特殊耐磨钢(special wear-resisting steel)

介绍

在特定的工况，如冲击磨损、腐蚀磨损、高温冲蚀磨损等条件下所使用的钢种。

高锰钢，也称为奥氏体锰钢，是特殊耐磨钢中的主要品种。因为在常温下它的组织为奥氏体。它属于高合金钢，其碳含量为0.9%～1.5%，含锰量10%～14%，有的甚至更高(15%～20%)。它主要用于高冲击磨料磨损工况条件下使用的耐磨损铸件。高锰钢经水韧处理后，具有高韧性，高冷作硬化能力，在高冲击载荷下使用，耐磨性好，安全可靠。

用途

它广泛的应用于冶金矿山机械、工程机械、农机机械、电力机械、铁路运输机械、建材以及军工等部门。

特点

这类钢的特点是：

(1)水韧处理后

具有优异的韧性与塑性，这在许多承受大冲击的采掘、破碎设备上是必不可少的。

(2)具有很强的加工硬化能力

在冲击磨损的工作条件下，形成硬化层，冲击载荷愈大，表面硬化层愈深，硬度愈高，抗磨损能力愈强。而且还保持工程构件本身的高韧性，这是一般耐磨合金钢和耐磨铸铁所没有的。

(3)高锰钢的生产工艺简单

材料的工艺性能优良，质量易控制。在选择高锰钢制作工件时，必须考虑以上特性。如在没有冲击载荷的工况条件下，高锰钢不能发挥它的特性，因其比较软的奥氏体基体，钢的耐磨性还不如一般铸铁。高锰钢的化学成分和力学性能，根据中国国家标准(GB5680—85)规定列于表1和表2。

另外，根据工况条件要求，各国都研制生产改型高锰钢，即在高锰钢成分基础上添加1.5%～2.5%铬，或3.0%～4.0%镍，或0.9%～1.2%钼以及加钒、钛的高锰钢，使高锰钢的性能得到明显的改进。

不锈钢在工业与日常生活中的应用正在日益扩大。磨损是不锈钢失效方式之一。不锈钢经常在腐蚀磨料磨损、高温冲蚀磨损、磨料磨损、粘着磨损等工况条件下工作。外部条件及内在因素对不锈钢的磨损具有重大影响。因此国内外在试验室与应用条件下积累了大量的磨损数据，对正确选择耐磨用途的不锈钢有着重要的实用价值。

不锈钢的腐蚀一磨料磨损，是将2.5mm×12.7mm×43.2mm的试样装在盛有一定量的粒状磨料和一定量煤矿水或镍铜矿水两种溶液的两球罐中。球罐以一定的速度转动，16h为一个循环，试验用不锈钢及热处理和硬度见表3，试验结果见表4及图1和图2。

不锈钢的高温冲蚀磨损，采用SiC颗粒，平均直径为240～325μm，流量10g/min，冲击角30和90。图3是采用冲击速度为30m/s时310钢的冲蚀率。图4是在冲击速度为30m/s，角度为30，在氮气氛下304钢的冲蚀率与温度的关系。图5为冲击速度30m/s、角度30，氮气氛下，410钢的冲蚀率与温度的关系。