低合金耐磨钢的研究与应用

张纯

摘  要：随着我国经济的发展，对能源的损耗不断增加，这既造成了资源上的浪费，又影响到了生产效率的进一步提高。因此，加强耐磨性能良好的金属耐磨材料的研究，对于实现我国经济的持续稳定发展有着重要的现实意义。目前，国内对耐磨材料的研究已是十分普遍，但对合金含量低、综合性能良好的低合金耐磨钢的研究还远远不够，基于此，本文就低合金马氏体钢、贝氏体钢、复相钢等几种典型低合金耐磨钢展开研究，希望为我国经济社会的健康发展提供一定借鉴。

关键词：低合金耐磨钢;研究;应用

近年来，随着经济的高速发展，人们对各种新型材料的研究越来越深入，尤其是耐磨材料，因为材料的磨损在工业化生产中会造成不可估量的经济损失，据统计数据表明，许多发达国家大约三分之一的能源损耗是由磨损造成的。因此，各国都加大了耐磨损材料的研究力度。目前，应用最为广泛的有高锰钢、高铬铸铁等。其中，高锰钢虽然在耐磨性能上比较突出，但对工况有着比较高的要求，在使用初期磨损是非常严重的，也就使得相关材料的整体性能无法完全发挥出来。所以说，未来需进一步研究耐磨性能良好、对工况要求低的低合金耐磨钢，这对于我国经济的持续健康发展有着重要意义。

1低合金马氏体钢

研究发现，在铸钢中加入某种合金元素，就能够成功获得某种性能优良、耐磨效果好，且成本可控的耐磨钢，这已经成为耐磨材料领域的一个关键性研究方向。其中，低合金马氏体钢就是一个比较典型的例子。它是利用Cr等元素制造而成，并通过淬火等处理，进而获得性能稳定的低合金耐磨钢。由于其中存在的马氏体有着非常高的硬度，能够较好的抗磨损，同时可以有效避免裂纹的扩散，因此，该材料在实际生产中获得了比较广泛的应用。

在中等磨损条件下，低合金马氏体钢有着明显的应用优势，尤其在综合力学性能方面远远优于高锰钢，但其主要是通过马氏体的硬度来实现抗磨损，在特定的工作条件下，耐磨性能也就受到了很大的限制。此外，在生产过程中，该种材料对热处理工艺的要求是比较高的，工艺上一旦出现失误就容易引发意外，比如产品的开裂等;再就是，回火温度控制失当，会使其向回火托氏体过渡，其在耐磨性能方面将大大降低。

经过近些年的研究发现，如果适当的增加材料中碳、钴的含量，会使得最终的强度、耐磨性得到明显的提升。这显然为我们指明了低合金马氏体钢的一个重要研究方向，也就是通过引入第二相强化，增强材料的总体性能。不过，由于技术方面的限制，对此的研究还有很多不足，在技术上还需进一步提高。

2低合金贝氏体钢

近年来，对于贝氏体钢的研究逐步深入，且已经引发了学术研究领域的高度重视，而且在工业生产中也得到了一定程度的应用。

上世纪中期，英国学者首先提出了Mo-B系空冷贝氏体钢。这两种成分的结合，获得了意想不到的效果，可以使钢在特定条件下获得贝氏体组织。不过，考虑到成本方面的巨大压力，该材料的发展受到很大限制，并未获得实际方面的广泛应用。随着改革开放的深入，通过学习国外先进的材料技术，我国在高性能材料方面的研究也取得了非常多的突破，有学者在研究中，突破了以往的设计思想，提出了高性能的Mn-B系空冷贝氏体钢。还有学者经过多年的研究，成功推出了准贝氏体钢。与其他材料相比，其具有更好的韧性以及力学性能，在实际生产中有着极高的应用价值。

3低合金复相钢

（1）奥氏体-贝氏体钢。它是近年来新出现的一种高性能耐磨材料，在强度、韧性方面都表现得较为突出。该材料是利用残留的奥氏体组织，在高应力的操作条件下，由于变形等因素而实现马氏体相变，进而获得了较高的耐磨性。此外，该材料在实际使用中还表现出较为理想的塑性，是一种综合性能极为突出的耐磨钢。

（2）贝氏体-马氏体钢。自从人们发现贝氏体-马氏体的结合在韧性方面均优于单独的某一种组织以来，很多研究者都对这种组织进行了较为深入的探索和研究。试验数据证明，在马氏体基体上分布一定的下贝氏体，可在确保较高强度的基础上，大大提升材料的塑性，以及抗冲击能力，同时还可以实现抗磨损性能的提高。因此，在生产实际中，通过技术上的大胆创新，在一定的工艺条件下获得复合组织，是耐磨材料领域的一个重要发展方向。

4低合金耐磨钢的未来展望

实践证明，低合金耐磨钢有着耐磨性能良好、生产成本低等优点，在工业生产中已經得到了越来越广泛的应用。而且，随着科技的持续进步，以及新型材料的不断出现，低合金耐磨钢的研究取得了越来越多的成就，在生产实践中体现出了越来越重要的价值。但同时我们也必须意识到，当前对于低合金耐磨钢的研究还存在着很多技术上的不足，有待广大研究者去思考、去解决。通过对国内外研究现状的分析，我们应重点从如下几个方面入手：

（1）通过在材料中添加具有特定性能的合金元素，研究出新的、性能更为突出的耐磨材料，以此实现对材料强度、耐磨性能的进一步强化。

（2）随着信息技术以及计算机技术的发展，我们必须认识到这些技术的应用优势，通过计算机来模拟生产过程，及时发现某一生产工艺下的问题与缺陷，选择最为合理的生产工艺，不仅可以降低生产成本，还可以提升产品的最终质量。

（3）开发、设计新的低合金耐磨梯度材料，以及将各种新型理论应用到材料生产当中，推出新的生产和应用技术，也将是未来耐磨材料研究的重点。

5结语

总的来说，随着国民经济的发展，在工业生产中需要用到各种新型材料，尤其是耐磨材料更是有着极高的应用价值，不仅可以显著提高产品质量，还可以降低生产成本，提高企业效益。因此，国内外学者都在加强金属耐磨材料的研究，且已经发现，在铸钢中加入某种合金元素，就能够成功获得性能优良、耐磨效果好，且成本可控的耐磨钢，这已经成为耐磨材料领域的一个重要研究方向。虽然通过近些年的研究，取得了一定的成绩，但由于技术以及生产工艺上的限制，对于合金含量低、耐磨性能良好的低合金耐磨材料的研究还不够深入，因此，本文对几种典型低合金耐磨钢进行了研究，希望为相关技术的发展提供一定参考。

参考文献

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