耐磨材料在不同工况下的应用选择
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- 耐磨材料在不同工况下的应用选择有工业就有磨损，磨损是工业中材料和能源消耗的主要根源之一。其中又以磨料磨损最为严重，约占各种磨损类型的50%。美国曾有统计，每年因磨损造成的经济损失占其国民生产总值的4%。蜂窝陶瓷载体2004年底由中国工程院和国家自然科学基金委共同组织的北京摩擦学科与工程前沿研讨会的资料显示，磨损损失了世界一次能源的三分之一，机电设备的70%损坏是由于各种形式的磨损而引起的；我国每年因磨损造成的经济损失在1000亿元人民币以上，仅磨料磨损每年就要消耗300多万吨金属耐磨材料，且还以每年15%的速度在增长。
在不同的工况条件下其材料的磨损机理是不相同的.认识耐磨材料的磨损机制,研究磨损失效原因，建立耐磨性与材料组织性能之间的关系，正确选用耐磨材料，减少磨损，提高机械设备和零件的安全寿命，具有十分重要的理论意义和巨大的社会经济效益。
2．我国目前通用的耐磨材料及其性能
2．1 我国目前通用的耐磨材料有以下几大系列：
一是高锰钢系列：如高锰钢（ZGMn13）、
高锰合金（ZGMn13Cr2MoRe）、超高锰合金（ZGMn18Cr2MoRe）等；
二是抗磨铬铸铁系列：如高、中、低铬合金铸铁（如Cr15MOZCu）；
三是耐磨合金钢系列:如中、低、高碳多元金合钢（如ZG40SiMnCrMO和ZG35Cr2MoNiRe）；
四是奥贝球铁（ADI）系列；
五是各类复合或梯度材料及硬质合金材料：如碳化铬复合材料（Cr2C3+Q235）、高能离子注渗碳化钨材料（WCSP）、高韧硬质合金（YK25.6）等；六是各类非金属耐磨材料：如聚合陶瓷复合材料、氮化硅（Si3N4）、增韧氧化锆（Y2O3+ZrO2）、增韧三氧化二铝（Al2O3/ZrO2）等。
2．2 不同系列的耐磨材料性能比较：
2．2．1 高锰钢系列：其代表为高锰钢ZGMn13。在承受剧烈冲击或接触应力下，其表面会迅速硬化，而芯部仍保持极强的韧性，外硬内韧既抗磨损又抗冲击。且表面受冲击越重，表面硬化就越充分，耐磨性就越好。由于高锰钢自身硬度很低（HB170-230），在未硬化时耐磨性是极其有限的，若高锰钢件表面所承受冲击力不足，则表面不能充分硬化（充分硬化后表面硬度可达HB550以上，反之则在HB350以下）则耐磨性无从发挥，而呈现出不耐磨状况。
2．2．2 抗磨高铬铸铁系列：按组织结构和使用情况，铬系铸铁可以分为三大类：第一类为具有良好高温性能的铬系白口铸铁。这种铸铁含铬量为33%，其组织多数为奥氏体和铁铬碳化物，有时也出现铁素体。这种合金除具有一定的耐磨性外，在温度不高于1050℃的高温工作条件下，具有良好的抗氧化性能。第二类为具有良好耐磨性的铬系白口铸铁（简称高铬铸铁）。这种铸铁中除含有12～20%的铬外，还含有适量的钼。这类铸铁凝固后的组织为(Fe,Cr)7C3型碳化物和γ相。当基体全部为马氏体时，这种合金的耐磨性能最好。如果基体中存在残余奥氏体，通常要进行热处理。第三类为低铬合金白口铸铁。与普通白口铸铁相比，这种铸铁中碳化物的稳定性更好。...
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