1、高铬合金铸铁(钢)衬板
1.1高铬合金铸铁衬板的特性与标准
高铬合金铸铁一般是指含铬量在12%～30%，含碳量在2.4%～3.6%的合金白口铁<2>。它的显着特点是M7C3型共晶碳化物显微硬度HV1300～1800，呈断网状，孤立状弥散分布于马氏体(金属基体中最硬的组织)基体上，减少了对基体的割裂作用。因此，高铬合金衬板具有高强度，强韧性和高耐磨性，其性能代表了目前金属耐磨材料的最高水平。在国外已大量应用于水泥大型球磨机上，一般使用寿命(一仓)在6～8年，二，三仓在12年以上，表现了良好的耐磨性。我国从上世纪70年代中后期，开始研究并推广应用高铬铸铁衬板，并于1998年制定了国家建材行业标准JC/T691―1998《高铬铸铁衬板技术条件》，2007年又对此标准进行修订和完善。
在实际应用中，对冲击载荷较大的工况，一般采用低碳高铬铸铁(钢)衬板;对冲击载荷较小的工况，采用高碳的高铬铸铁衬板，以便充分发挥材料的耐磨性能。如2.4%～2.65%C的Cr15衬板可用于尴4.2m以下磨机(一仓);2.65%～2.85%C的Cr20?Cr26衬板可用于尴4.2m以上磨机;磨前有预粉系统如"辊压机+水泥磨"时，平均球径≤尴60mm，C含量可以再高些，可保证使用寿命(一仓)8～10年，二，三仓使用时间更长。磨头板可选用中(低)碳高铬铸铁材料;出料篦板可选用中，高碳高铬铸铁材料;分块组合成的隔仓板可选用低碳高铬铸铁材料。
1.2高铬合金衬板的实际应用与节能优势
原唐山水泥机械厂，驻马店三山实业有限公司，合肥水泥研究院耐磨耐热材料厂，河北鼎基钢铁铸件制造有限公司，广州有色金属研究院耐磨材料厂，无锡东方抗磨材料有限公司等国内具有代表性的生产厂家制造的高铬铸铁衬板，均表现了优异的耐磨性。比如，驻马店三山实业有限公司生产的高铬铸铁类衬板有Cr13，Cr15，Cr20，Cr26，用于不同规格型号尴1.83m，尴2.2m，尴3m，尴3.5m，尴3.8m，尴4.2m，尴5m，尴5.4m等磨机上200多台(套)。其中Cr15衬板用于原河南省偃师县水泥厂尴2.2m×6.5m磨机上一仓，连续使用达13年之久。
用于河南郑州顺宝水泥股份有限公司尴3m×9m磨机上一仓，连续使用达7年之久。2003年5月用于大宇水泥(山东)有限公司特大型磨机尴5.4m×15.5m上的Cr26衬板，磨头板，已连续运转6年以上，据客户反映其磨头板使用寿命已超过原进口磨头板的2倍以上，预计仍能使用2年左右;
大量的应用事实表明，高铬合金衬板应用于水泥工业磨机上是安全的，且耐磨性高，使用寿命长，节能增效十分显着。特别是在新型干法水泥生产线上，随着预破碎，预粉碎，预粉磨等磨前预粉技术水平的提高，一次采购，多年不需更换，既降低工人劳动强度，又提高粉磨效率，高铬合金衬板良好的性价比优势更加突出。如Cr15衬板目前市场价格约15000元/吨(使用寿命6年以上)，低合金钢衬板目前市场价格约8500元/吨，二者使用寿命，价格相比(以尴4.2m×13m磨机衬板96吨计算)，使用高铬合金衬板约节约采购成本168万元，如果考虑节省安装费用和螺栓成本等，节能降耗空间更大。
1.3高铬合金衬板在铸造生产和使用中的技术关键
(1)提高高铬铸铁衬板的冲击韧性生产企业在选用高铬铸铁材料制备衬板时，在优先考虑其耐磨性的同时，还应该特别重视其强度和强韧性的配合，只有高强度，强韧性，高耐磨性的有机匹配，高铬铸铁的优良性能才能充分发挥出来。
有文献报导<5-8>，提高高铬铸铁的性能，首先应提高高铬铸铁的断裂韧性KIC值。当Cr>13%时能够使高铬铸铁M7C3型共晶碳化物断网，呈孤立状。当共晶碳化物不变，且Cr/C比在6.6～7.1时，高铬铸铁的断裂韧性KIC值最高，亦即此时抗裂纹扩展能力最强。高温淬火或适当延长保温时间，亦能改善M7C3型共晶碳化物的形貌，分布，大小，细化碳化物，提高强度，增加韧性。改变高铬铸铁共晶碳化物形态，数量，大小及分布并提高其强韧性的最简单而且经济有效的方法是对铁液进行变质处理，控制其凝固，更重要的是细化共晶碳化物，减少其对基体的割裂作用，细化基体，改善韧性。
(2)高铬铸铁衬板的安全使用
①断裂是高铬合金衬板磨料磨损主要失效形式。引起断裂的主要原因是铸造缺陷如铸件疏松，缩孔，气孔，夹杂等，因此生产企业必须从严控制铸造缺陷的发生。
②高铬铸铁衬板宜小而厚，单螺栓孔或无螺栓孔，不允许块大而薄或双螺栓孔衬板的使用。
③高铬衬板在安装时，凡有螺栓孔的衬板，螺栓固定要紧实牢固。安装面与筒体面应为面接触，最好选用橡胶垫作垫层，严禁无任何铺垫而直接安装和使用高铬衬板。安装完毕进行初(试)运转时，磨机内必须填充一定量的物料方可运行，严禁空磨运转。
1.4高铬铸铁材料的优化及发展方向
研究单位和生产企业展开了以节约贵重金属材料为主要方向的实验与研究，如：在化学成分的配伍上以少量多元的合金化及变质处理技术的研究与应用;开展了以锰代钼的试验研究;对淬透性极强的硼合金的加入量，加入方法及加入时间的探讨等。在热处理淬火介质方面，除空冷淬火外，还发展了油淬高铬铸铁衬板和溶剂淬火高铬铸铁衬板，并积累了大量实践应用经验，取得了积极成效。这些工作为我国水泥工业大量应用高铬合金衬板创造了条件，提供了强有力的技术支撑，为进一步降低金属材料的消耗，优化和降低成本提供了一条有益途径，将成为未来行业的一个主要节能研究发展方向。
2、中碳中铬合金钢衬板[nextpage]
中碳中铬合金钢衬板于上世纪80年代末90年代初，由合肥水泥研究院，西安交大等研制并率先在建材水泥，火电能源行业推广应用<9，10>，耐磨性仅次于高铬铸铁而优于高锰钢和中，低合金钢。中碳中铬合金钢衬板的Cr含量为>3.8%~5.0%.Cr有较强的碳化物形成能力，当Cr>4%时钢中就会出现高硬度M7C3型共晶碳化物。同时，与铁形成连续固溶体，在奥氏体中的溶解度很大，故能强化基体，提高基体的强度，硬度而不降低韧性。经高温940~980℃空冷淬火+260~380℃回火后，基体组织形成回火马氏体和部分残余奥氏体，即高强度马氏体基体上弥散分布着一定量的高硬度M7C3型共晶碳化物，实现了高强度，较高耐磨性和良好韧性的匹配，一般使用寿命在4年以上。它的另一个优点是，由于铬合金含量相对较高，在回火时能阻止或减缓碳化物的析出与集聚，使碳化物保持较大的分散度，亦有利于提高强度和硬度，即抗回火稳定性能好，并具有一定的抗高温氧化能力和抗腐蚀能力，使其应用范围更宽。
另外，在合金钢类衬板中，油淬低合金钢衬板ZG42Cr2MnSi2Mo在实际应用中，也表现非凡，堪与中碳中铬合金钢衬板相媲美。但总体来讲，该材料由于铬合金元素含量偏低而无法形成M7C3型碳化物硬质相，在耐磨性方面与中碳中铬合金钢衬板相比，还是稍逊一筹。
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