耐磨合金材料在烧结生产中的应用

白建红

摘 要：本文主要介绍新型合金材料在钢铁企业烧结机设备上的应用。

关键词：耐磨材料；烧结机；强度与韧性

随着现代工业科技化的发展，机械设备在许多的国家都占着非常重要的比重，但机械设备在各个领域投入使用的同时，也带来了许多后期维修的问题。机械装备磨损太过于严重，据大量的数据显示，我国的机械装备设备以及零部件的磨损造成的经济损失占我国国民生产总值的4%左右，在经济损失上不仅给我国造成了严重的影响，给世界上其他的国家也带来了巨大的损失，因此各国都非常重视耐磨材料的研究，以此来减少在经济上过大的投入，提高耐磨金材料在工业生产的大力使用。

目前我国在耐磨金材料上的研究取得了一定的成绩，相比世界上其他的发达国家更加注重微合金化和晶强化相结合作为耐磨材料发展的目标，我国更加注重耐磨材料采用多元微合金和弥散强化相结合的方法来降低磨合金的磨损程度，为我国的工业生产提供相应的发展技术，促进我国工业的发展，减少工业后期投入的成本。

1 烧结生产特有的磨损机制分析

1.1 粘着磨损

粘着磨损是指材料本身在运作的过程中会受到距离的运动大小的影响，造成一定的磨损，一般发生在燃结机頭轮齿坂与台车卡轮啮合等，主要存在烧结各区域的传动设备当中。总之，粘着磨损就是与机器设备的传动有密切的关系，通过机器内部发生磨损，再加上材料本身的抗压力和强度，像钢等材料在使用的过程中，由于自身的强度和屈服压力，设备在运行的过程中会产生粘着磨损，造成一定的经济损失。

1.2 机器外部由于操作的时间过长发生的磨损

机械装备或者内部的零件在长时间的工作运转中，受到表面的摩擦和外部环境的影响下，使磨金材料成细片状剥落，导致机械设备外部发生磨损。

大量的生产实践证明，机械设备的表面疲劳磨损最为常见，工作中超负荷的运转压力，以及没有对机械设备表面进行定期的相应维护。

1.3 材料本身的磨损

耐磨材料在本身的构造中需要钢材的硬度与磨料硬度有一定的比值，这个比值决定了钢材有一定的损耗率。在燃结生产的过程中，注意材料在在设备中的内衬要有一定的耐磨性以及耐磨的热性，比如冷、热振动筛筛板、冷、热振动给料机槽体等的设备内衬都需要选用耐磨磨合金。

1.4 介质流体冲击产生的侵蚀磨损

机械设备在运转时会受到各种介质流体的冲击，比如包括括水轮机、汽轮机、燃气轮机、膨胀机、风力机等在运转的同时会受到这些介质流体的冲击造成磨损。

在这里需要注意的是任何机械设备以及零件的磨损，都是由于各种磨损造成的，并不是由于某一种磨损造成的，在燃结生产的过程中，要对机械设备的各种材料选择耐磨性高，来防止机械设备以及零件磨损度太高，在生产的过程中造成不必要的经济损失。

2 在具体的实践中耐磨材料的应用分析

传统的耐磨金属材料的制造中选择的是马氏体基体组织，组织体内细小的碳化物随处都分布的有，比如像高锰钢就是属于这一类材料组成的，在机械设备工作运转的过程中，会产生巨大的操作压力以及剧烈的冲击力，导致金属材料磨损严重。随着科技水平的不断发展，传统的烧结生产设备中采用的是在物料溜槽内部进行高锰钢的安装。

这种安装的机械设备不能承受现代大机器运转过程中带来的巨大物料流量，不能承受驱动设备负荷以及热负荷的影响，致使各种磨损损坏加大，在这种情况，急需寻求耐磨性好的材料并且成本更加低廉的材料。以下就对几种耐磨材料的选择做简要的介绍。

1）380m2环式冷却机台车三角梁的耐热护板的耐磨材料。目前，我国的380m2环式冷却机台车三角梁的耐热护板选用的是外国进口的，但在耐磨耐热方面这种机器本身耐磨度不高，在这种情况下我国选用60Si2Mn弹簧钢，用低氢碱性焊条直流焊接，并且温度在500摄氏度左右，这种材料的应用在实践中效果良好，护板表面磨损的不是很严重。这种直流焊接焊接的缝隙不大，对机器内部的材料起着弥散强化的作用，在这种组织状态下耐磨材料有着巨大的弹性作用，合金钢中的合金碳化物提高了钢的软度，降低钢的硬度，提高钢材的耐磨性。

2）驱动摩擦片耐磨材料的选择。由于机器在运转的过程中，产生较大的摩擦力，因此摩擦板的接触力应该在6000kg/cm2，在如此大的摩擦力的冲击下必定会造成机器磨损严重，选择35CrMoSiA驱动摩擦力片会减少摩擦损坏。

3）针对燃结机的输灰以及环冷机散料输送系统产生的摩擦损坏情况，我国目前采用的是24Mn2k调质处理器，使刮板、中间易磨损的地方减少磨损姓，提高了机器在运转中的工作效率。

4）对铭系材料的耐磨性选择上。与传统的烧结生产中对铭系材料的选择上相比，现代工业为了减少材料的磨损，节约经济成本，一般选择第铭合金钢材料。在我国的工业生产中已经被大量引用在生产实践当中，并且效果明显，在一定程度上降低了磨损度。

3 改善耐磨材料的机制

3.1 把固溶强化作为低合金钢的基本机制

把钢中最主要的元素改为可构成置换固溶体，使钢在韧性上增强，换成可置换固溶体，增加新的溶质元素，强化作用更大。在实践的设备操作中运用低合金钢的基本机制，增强了钢的耐磨性，较少机械设备的损坏程度。

3.2 加工硬化机制

用线状障碍物的形式期作用，形成错位强化，在位错的过程中产生新的位错，使位错的密度加大，这种机制在一定程度上减少了机器磨损的力度，强化了位错。

3.3 沉淀强化

指金属在过饱和固溶体中溶质原子偏聚区和（或）由之脱溶出微粒弥散分布于基体中而导致硬化的一种热处理工艺，像Si-Nb钢就是采用这样的强化机制，通过这种化学相互作用，加强钢的耐磨性。

3.4 晶界强化

晶界是裂纹扩展的阻力，在一定的范围内可把塑性变形，并且使变形均匀化。晶界强化是通过物体表面的障碍物起作用，同时又是位错的障碍物，细化钢的屈服强度，所以细化晶粒能够改变钢的韧性。

晶界通过强化的作用，使的强度增大、韧性加大，从而减少钢的磨损度。晶界强化的作用正是世界上钢铁强国以此为基本原理，提高控制轧制技术水平发展的根本目标，以此来满足现代工业的发展水平。目前，我国在这领域的技术研究还有发展和提升的空间。

4 结语

在科技化进程日益加剧的今天，冶金工业的生产力水平也需要相应的发展，促进耐磨金材料在燃结生产中的应用，降低机器设备的损坏率，降低生产成本，提高生产率。

参考文献：[1] 材料物理性能.机械工业出版社.