新型耐磨耐蝕材料簡介

近年,在需要采用金屬材料作為泵過流部件的工況中,一般采用白口鑄鐵、鎳硬合金、錳鋼等材料，這些材料根據(jù)使用條件的不同各有側(cè)重，但它們的綜合性能普遍不理想，即使被稱為“耐磨材料”的Cr15Mo3在使用條件惡劣的條件下，使用壽命也不盡人意。因此，我們與有關(guān)科研單位合作，研制新型耐磨耐蝕材料，經(jīng)過幾年反復(fù)試驗(yàn)，進(jìn)行方案篩選和工藝驗(yàn)證，經(jīng)耐磨耐蝕試驗(yàn)對(duì)比分析，終于研制成功了一種符合我國國情的新型耐磨耐蝕材料。

經(jīng)過理論論證和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)知道，泵在工作中的磨蝕機(jī)理主要有三種：

1、泵過流表面因受到工作介質(zhì)中各種型態(tài)以及一定粒度和硬度的固體顆粒的高速撞擊，造成機(jī)械磨損。

2、泵送介質(zhì)中殘存空氣形成的高壓汽泡，破裂后對(duì)過流部件表面產(chǎn)生沖擊破壞，造成汽蝕。

3、介質(zhì)與過流部件產(chǎn)生電化反應(yīng)，造成電化腐蝕。

為了使材料既能抗機(jī)械磨損，同時(shí)又具有較好的抗汽蝕的電化腐蝕性能，根據(jù)國內(nèi)外各種耐磨材料的分析數(shù)據(jù)和材料的磨蝕試驗(yàn)資料，通過對(duì)其金相顯微組織和化學(xué)成份進(jìn)行對(duì)照，必須選用幾種有關(guān)材料來配制，并采用特殊的冶煉和熱處理，使新材料適應(yīng)三大磨蝕特點(diǎn)外，兼有良好的韌性和機(jī)加工性能。經(jīng)過大量熔煉試驗(yàn)，反復(fù)探討，完善工藝，多次取樣、化驗(yàn)、檢驗(yàn)和分析，終于研制出了達(dá)到以上要求的材料。

熔煉過程中，選用煉鋼生鐵、鉻鐵作為主體原料，控制C、Si含量，加入W、Mo、Ni、V、Ti、Cu、Al等材料作配料和孕育添加劑，用稀土合金進(jìn)行球化處理，C、Si含量高（大于3.2%）為共晶體和過共晶體,析出粗大共晶碳化物和初生碳化物,從而降低材料韌性,并易出現(xiàn)裂紋; C、Si含量低,共晶碳化物呈網(wǎng)狀趨勢,硬度下降,同時(shí)經(jīng)高溫?zé)崽幚砗?/span>,表體殘余奧氏體量增加,顯微組織相數(shù)的電極電位梯度增大,耐電化腐蝕性差.找出合理C、Si含量是克服各自缺陷、提高材料耐磨、耐蝕性能的關(guān)鍵。

Cr：是該材料主要元素，含量控制在16-22%。

W：可改變共晶碳化物的的形態(tài)和分布，形成高硬度WC，其HV=2500-3000，提高了淬透性，有利于抗磨性和抗蝕性的提高。

Mo：顯著提高淬透性，同W一起彌補(bǔ)了單純鉻鑄鐵淬透性不足的缺點(diǎn)，使組織細(xì)化均勻，度能抑制珠光體的形成，導(dǎo)致大面積形成馬氏體。

V：具有強(qiáng)烈和穩(wěn)定促進(jìn)共晶碳化物的傾向，形成高小硬度的VC顆粒（HV：2800），分布于組織中，并在結(jié)晶中作為外來晶核，明顯抑制結(jié)晶過程中的晶料長大。

Cu、Ti、Al等改善材料組織結(jié)構(gòu)。

稀土：進(jìn)行復(fù)合孕育處理，析除鐵水有害雜質(zhì)。

通過近二年的研制，篩選、制作工藝，從而，研制出了新型材料。

這種新型耐磨耐蝕材料的顯微組織是由單一堅(jiān)韌馬氏體，其中均勻鑲嵌一定數(shù)量具有很高硬度的孤立狀合金碳化物，HRC在55-62之間，經(jīng)送天津、武漢等科研部門作性能試驗(yàn)，其綜合性能優(yōu)于國內(nèi)外多種耐磨合金材料。

為了盡快使這種新材料投入市場，使之具有較高的性能價(jià)格比，保證材料的性能穩(wěn)定，我廠及時(shí)完善了冶煉和熱處理工藝，通過幾年的實(shí)際鑄造和工藝驗(yàn)證，比較*的掌握了這種材料的冶煉、熱處理、和冷加工的工藝程序，產(chǎn)品的理化指標(biāo)符合要求。基于這種耐磨耐蝕材料，我廠設(shè)計(jì)出了ZB系列渣漿泵，經(jīng)過大冶有色公司銅綠山礦現(xiàn)場運(yùn)行，其使用壽命提高了50%