耐磨材料是新材料領域的核心，對高新技術的發展起著重要的推動和支撐作用，在全球新材料研究領域中，耐磨材料約占85%.隨著信息時代的來臨，特種耐磨材料對高新技術的發展起著重要的推動和支撐作用，是二十一世紀信息、生物、能源、環保、空間等高技術領域的關鍵材料，成為世界各國新材料領域研究發展的重點，也是世界各國高技術發展中戰略競爭的熱點。鑒于耐磨材料的重要地位，世界各國均十分重視耐磨材料技術的研究。1989年美國200多位科學家撰寫了《90年代的材料科學與材料工程》報告，建議政府支持的6類材料中有5類屬于耐磨材料。從1995年至2001年每兩年更新一次的《美國國家關鍵技術》報告中，特種耐磨材料和制品技術占了很大的比例。2001年日本文部省科學技術政策研究所發布的第七次技術預測研究報告中列出了影響未來的100項重要課題，一半以上的課題為新材料或依賴于新材料發展的課題，而其中絕大部分均為耐磨材料。歐盟的第六框架計劃和韓國的國家計劃等在他們的最新科技發展計劃中，都把耐磨材料技術列為關鍵技術之一加以重點支持。各國都非常強調耐磨材料對發展本國國民經濟、保衛國家安全、增進人民健康和提高人民生活質量等方面的突出作用。

耐磨材料

　　小編將耐磨材料特性匯總如下：

　　耐磨材料是一大類具有特殊電、磁、光、聲、熱、力、化學以及生物功能的新型材料，是信息技術、生物技術、能源技術等高技術領域和國防建設的重要基礎材料，同時也對改造某些傳統產業具有十分重要的作用。如農業、化工、建材等起著重要作用。耐磨材料種類繁多，用途廣泛，正在形成一個規模宏大的高技術產業群，有著十分廣闊的市場前景和極為重要的戰略意義。耐磨材料按使用性能分，可分為微電子材料、光電子材料、傳感器材料、信息材料、生物醫用材料、生態環境材料、能源材料和機敏（智能）材料。由于我們已把電子信息材料單獨作為一類新材料領域，所以這里所指的新型耐磨材料是除電子信息材料以外的主要耐磨材料。

　　目前耐磨材料主要耐磨球、耐磨鋼板、耐磨焊條、耐磨陶瓷、耐磨地坪、耐磨橡膠、耐磨管道、耐磨軸承、耐磨焊材、耐磨鑄件、鑄石、高分子、復合耐磨材料等其它耐磨材料。

　　我國目前通用的耐磨材料有以下幾大系列：

　　一是高錳鋼系列：如高錳鋼（ZGMn13）、

　　高錳合金（ZGMn13Cr2MoRe）、超高錳合金（ZGMn18Cr2MoRe）等；

　　二是抗磨鉻鑄鐵系列：如高、中、低鉻合金鑄鐵（如Cr15MOZCu）；

　　三是耐磨合金鋼系列：如中、低、高碳多元金合鋼（如ZG40SiMnCrMO和ZG35Cr2MoNiRe）；

　　四是奧貝球鐵（ADI）系列；

　　五是各類復合或梯度材料及硬質合金材料：如碳化鉻復合材料（Cr2C3+Q235）、高能離子注滲碳化鎢材料（WCSP）、高韌硬質合金（YK25.6）等；六是各類非金屬耐磨材料：如聚合陶瓷復合材料、氮化硅（Si3N4）、增韌氧化鋯（Y2O3+ZrO2）、增韌三氧化二鋁（Al2O3/ZrO2）等。

　　不同系列的耐磨材料性能比較：

　　2.2.1 高錳鋼系列：其代表為高錳鋼ZGMn13。在承受劇烈沖擊或接觸應力下，其表面會迅速硬化，而芯部仍保持極強的韌性，外硬內韌既抗磨損又抗沖擊。且表面受沖擊越重，表面硬化就越充分，耐磨性就越好。由于高錳鋼自身硬度很低（HB170-230），在未硬化時耐磨性是極其有限的，若高錳鋼件表面所承受沖擊力不足，則表面不能充分硬化（充分硬化后表面硬度可達HB550以上，反之則在HB350以下）則耐磨性無從發揮，而呈現出不耐磨狀況。

　　2.2.2 抗磨高鉻鑄鐵系列：按組織結構和使用情況，鉻系鑄鐵可以分為三大類：第一類為具有良好高溫性能的鉻系白口鑄鐵。這種鑄鐵含鉻量為33%，其組織多數為奧氏體和鐵鉻碳化物，有時也出現鐵素體。這種合金除具有一定的耐磨性外，在溫度不高于1050℃的高溫工作條件下，具有良好的抗氧化性能。第二類為具有良好耐磨性的鉻系白口鑄鐵（簡稱高鉻鑄鐵）。這種鑄鐵中除含有12～20%的鉻外，還含有適量的鉬。這類鑄鐵凝固后的組織為（Fe,Cr）7C3型碳化物和γ相。當基體全部為馬氏體時，這種合金的耐磨性能最好。如果基體中存在殘余奧氏體，通常要進行熱處理。第三類為低鉻合金白口鑄鐵。與普通白口鑄鐵相比，這種鑄鐵中碳化物的穩定性更好。

　　2.2.3 耐磨合金鋼系列：又分為低合金鋼、中、高合金鋼。耐磨合金鋼可通過調控化學成份和熱處理工藝獲得必要的材料的沖擊韌度和硬度指標。硬度可達HRC=52～58，韌性可達到ak=15～30J/cm2。

　　2.2.4 奧貝球鐵（ADI）系列：它是通過等溫淬火熱處理或加入合金元素，使球鐵基體組織由鐵素體、珠光體轉變為奧鐵體、貝氏體和殘余奧氏體。ADI具有以下一些獨特的優點：①強度高、塑性好。②彎曲疲勞和接觸疲勞等動載性能高。ADI的旋轉彎曲疲勞強度可達400～500MPa，與調質處理低合金鋼相當，ADI的接觸疲勞強度可達1600～2100MPa，比低合金鋼氮化處理和滲碳處理的接觸疲勞強度高。③吸震性好。ADI由于彈性模量低，加上基體中存在石墨球，能迅速吸收震動并增大了噪音阻尼，使部件的運行更安靜和平穩。④極好的耐磨、抗磨性。ADI的耐磨性能，比任何同等硬度水平的鋼都好。⑤加工性能好：ADI大部分機械加工可以在等溫淬火前完成，此時一般為鐵素體球鐵，其加工性能顯著好于鋼。

　　2.2.5 復合或梯度材料系列：其代表是高能離子注滲碳化鎢材料（WCSP）和碳化鉻復合材料（Cr2C3+Q235）。滲碳化鎢材料（WCSP）是采用高能離子注滲技術向鋼鐵零部件表層注滲碳化鎢（WC）。WC和鋼基體兩者是冶金結合，優勢互補。表面具有WC的高硬度，高耐磨性。心部則保留了所選鋼基體原來的硬度、強度和韌性。在表層與心部之間還存在一個性能漸變的梯度過渡區，有效地避免了性能突變時可能引起的材料破壞。

　　錘用硬質合金：相對于高錳鋼和高鉻合金鋼，錘用硬質合金具有更高的硬度和耐磨性。

　　YK26.5: 密度：14.58（g/cm3）；硬度（CHRA）： 87.5；抗彎強度： 2650（MPa）；斷裂韌性： 12--16（MPam1/2）

　　2.2.6 非金屬耐磨材料系列

　　非金屬耐磨材料種類很多，其代表材料有陶瓷復合材料、碳化硅（SiC）、氮化硅（Si3N4）、增韌氧化鋯（Y2O3+ZrO2）、增韌三氧化二鋁（Al2O3/ZrO2）等。

　　陶瓷復合材料：陶瓷是金屬元素和非金屬元素組成的晶體或非晶體化合物，熔點高、硬度高、剛度強、化學穩定性好。耐磨陶瓷涂料是一種非金屬膠凝材料，它是采用耐酸和耐堿的人工合成的粉狀陶瓷材料。

　　特點：

　　（1）高的機械強度和剛度：密度大，強度可達130Mpa，能有效抵御物料的沖擊力和剪切應力。

　　（2）優良的韌性和抗震性：由于陶瓷耐磨料采用無定向剛纖維和定向網狀增強措施，通過耦合進一步改善韌性，所以斷裂韌性強，可有效防止沖擊力造成的破損和剝落。

　　（3）環境相容性好。

　　強韌化陶瓷：其代表為增韌氧化鋯（Y2O3+ZrO2）、增韌三氧化二鋁（Al2O3/ZrO2）等結構性陶瓷。具有耐磨損、耐腐蝕、耐高溫、高強度、高硬度等優點。

　　可適應金屬和高分子材料難以承受的環境和工況條件。具體指標如下：

　　材料  強韌氧化鋯    強韌三氧化二鋁    氮化硅

　　組成   Y2O3+ZrO2     Al2O3/ZrO2        Si3N4

　　密度g/cm3  6-6.05     3--4.5           3.2

　　硬度CHRA     89        85--88          93

　　抗彎強度MPa1000-1200   300-500         900

　　斷裂韌性MPam1/212-14      5-7         8.5

　　應用領域

　　1. 煤場：送料槽及漏斗內襯，料斗襯套，風機葉片，推料機底板，旋風收塵器、焦炭導向器襯板，球磨機內襯，鉆頭穩定器，螺旋加料器料鐘及基座，揉捏機鏟斗內襯，環形送料器、翻斗車底板。煤場作業環境惡劣，對耐磨鋼板的耐腐蝕性和耐磨強度有一定的要求，推薦使用材質為NM400/450 HARDOX400厚度8-26mm的耐磨鋼板。

　　2. 火電廠：中速磨煤機筒體襯板，風機葉輪窩殼，除塵器入口煙道，灰渣導管，斗輪機襯板，分離器連接管，碎煤機襯板，煤斗及破碎機襯板，燃燒器燒嘴，落煤斗和漏斗襯板，空預器支架護瓦，分離器導向葉片。上述零部件對耐磨鋼板的硬度和耐磨強度沒太高的要求，可以用材質為NM360/400厚度6-10mm的耐磨鋼板。

　　3. 礦山機械：礦料、石料破碎機襯板、葉片，輸送機襯板、擋板。此類部件需極高的耐磨性，可用材質為NM450/500 HARDOX450/500厚度在10-30mm的耐磨鋼板。

　　4. 耐磨鋼板還可應用在砂磨機筒體、葉片，各種貨場、碼頭機械那么部件，軸承結構件，鐵路車輪結構件，軋輥等。5. 水泥廠：溜槽內襯，末端襯套，旋風收塵器，選粉機葉片和導向葉片，風扇葉片及內襯，回收斗內襯，螺旋輸送機底板，管道組件，熔塊冷卻盤內襯，輸送槽襯板。這些部件也需要耐磨性、耐腐蝕性要好一點的耐磨鋼板，可以用材質為NM360/400 HARDOX400厚度8-30mmd的耐磨鋼板。

　　6.冶金機械：鐵礦燒結機，輸送彎頭，鐵礦燒結機襯板，刮板機襯板。由于此類機械需要耐高溫、硬度極強的耐磨鋼板。故推薦使用HARDOX600HARDOXHiTuf系列耐磨鋼板。

　　7. 工程機械：裝載機、推土機、挖掘機鏟斗板、側刃板、斗底板、刀片、旋挖鉆機鉆桿。此類機械需要特別強硬和耐磨強度極高的耐磨鋼板，可用材質為NM500 HARDOX500/550/600厚度在20-60mm的高強度耐磨鋼板。

　　8.  建筑機械：水泥推料機齒板，混凝土攪拌樓、攪拌機襯板，除塵器襯板，制磚機模具板。推薦使用材質為NM360/400厚度10-30mm的耐磨鋼板。

　　9. 裝載機械：卸軋機鏈板，料斗襯板，抓斗刃板，自動翻斗車翻斗板，自卸車車身。這就需要耐磨強度和硬度極高的耐磨鋼板，建議使用材質為NM500 HARDOX450/500厚度在25-45MM的耐磨鋼板。

責任編輯：王元

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