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，這些材料根據使用條件的不同各有側重，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，我們與有關科研單位合作，研制新型耐磨耐蝕材料，經過幾年反復試驗，進行方案篩選和工藝驗證，經耐磨耐蝕試驗對比分析，終于研制成功了一種符合我國國情的新型耐磨耐蝕材料。

經過理論論證和實踐經驗知道，泵在工作中的磨蝕機理主要有三種：

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

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

3、介質與過流部件產生電化反應，造成電化腐蝕。

為了使材料既能抗機械磨損，同時又具有較好的抗汽蝕的電化腐蝕性能，根據國內外各種耐磨材料的分析數據和材料的磨蝕試驗資料，通過對其金相顯微組織和化學成份進行對照，必須選用幾種有關材料來配制，并采用特殊的冶煉和熱處理，使新材料適應三大磨蝕特點外，兼有良好的韌性和機加工性能。經過大量熔煉試驗，反復探討，完善工藝，多次取樣、化驗、檢驗和分析，終于研制出了達到以上要求的材料。

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,并易出現裂紋; C、Si含量低,共晶碳化物呈網狀趨勢,硬度下降,同時經高溫熱處理后,表體殘余奧氏體量增加,顯微組織相數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一起彌補了單純鉻鑄鐵淬透性不足的缺點，使組織細化均勻，度能抑制珠光體的形成，導致大面積形成馬氏體。

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

Cu、Ti、Al等改善材料組織結構。

稀土：進行復合孕育處理，析除鐵水有害雜質。

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韌馬氏體，其中均勻鑲嵌一定數量具有很高硬度的孤立狀合金碳化物，HRC在55-62之間，經送天津、武漢等科研部門作性能試驗，其綜合性能優于國內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格比，保證材料的性能穩定，我廠及時完善了冶煉和熱處理工藝，通過幾年的實際鑄造和工藝驗證，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，產品的理化指標符合要求。基于這種耐磨耐蝕材料，我廠設計出了ZB系列渣漿泵，經過大冶有色公司銅綠山礦現場運行，其使用壽命提高了50%