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合金元素对耐磨材料钢球的影响

在生产耐磨材料钢球时,有时候会遇到这么一个问题,平常非常成熟的工艺,在生产时突然钢球质量出现问题,工艺执行没问题,材质也没变,那为什么会出现问题呢?其实这是因为在订原材料时,通常给钢厂的材质是一个比较宽的成分范围,钢水按成分上限配和按成分下限配,虽然对原材料质量没什么影响,但在钢球热处理时会因成分实际值的变化,热处理工艺参数也会随之发生变化,所以原来成熟的工艺也就变得不合适了,钢球质量就会出现问题。


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纵观耐磨材料钢球过去几十年的发展,材质及工艺的变化始终离不开合金元素的添加,大家都听说过这么一句话:“人是铁,饭是钢,一顿不吃饿得慌”,可见,吃饭对于我们每一个人来说是必不可少的。我们要吃不同种类的食物来满足身体所需要的的各种微量元素的均衡,这样我们的身体才能健康、强壮。如果身体缺乏某种微量元素,那么身体就会出现某种症状。言归正传,其实耐磨材料钢球也是一样,我们也要根据钢球的规格、使用状况等来给钢球添加不同种类和含量的微量元素,以便获得不同的性能,用来研磨不同的物料,应用于不同磨机中。


那么合金元素对耐磨材料钢球的生产工艺、性能和内部组织结构有什么影响呢?

碳钢锻(轧)钢球主要有 40Cr、65Mn、45Mn2 等材质。此类材质由于合金元素含量低,导致钢球淬透性较差。钢球表面为马氏体组织,芯部主要为珠光体+铁素体组织。例如45Mn2材质φ140mm钢球,表面组织为马氏体,硬度约为HRC55,1/2R处组织为贝氏体+珠光体+铁素体,硬度为HRC34,冲击韧性75 J/cm2,常用于对钢球韧性要求较高、硬度要求较低的工况条件下使用。

常用的中高碳低合金锻(轧)钢球主要有B2、B3及B6等材质,碳含量为 0.55%~0.9%,B2材质合金含量在1.5%~2.0%,B3材质合金含量在3.4%~3.8%,B6材质合金含量在2.5%~3.0%,合金元素主要包括锰、硅、铬等合金元素,合金元素在中高碳低合金锻球中主要起到提高淬透性、增加淬硬层深度的作用。因此随合金元素含量的增加钢球淬透性提高,钢球表芯硬度及显微组织变化减小,使其具有更好综合性能,B3材质φ140mm钢球的表芯硬度在55~58HRC之间,表芯硬度差小于2HRC。

通过上面的介绍,我们应该能够清楚的认识到,合金元素对耐磨材料钢球是非常重要的。其实我们在调整磨球成分的时候,就像炒菜时添加油、盐、味精等调料一样,调好了,菜就好吃,调不好,菜就不好吃,热处理就像炒菜时的火一样,火大了,就糊了,火小了,炒不熟,就算延长时间勉强炒熟了,菜也失去了光泽。


耐磨材料钢球中合金元素含量虽少,但功能强大,就像我们人体内的微量元素一样,含量虽少,但必不可少。往后耐磨材料钢球的发展,必定离不开对合金元素在钢球质量的影响做深入的研究。