球磨机磨损件的成分设计

球磨机成分设计的目的在于获得所需要的显微组织与性能，对于球磨机耐磨材料应考虑：一提高材料硬度，粹火透性和抗腐蚀性能。二改善材料韧性。三对铸铁件改善铁水流动性以消除各种铸造缺陷。

1、提高材料硬度

对于锻钢球来说，从成分设计上提高硬度是最好的途径是提高含石碳量。含碳量对淬火钢硬度影响很大，马氏体的硬度随含碳性的增加而急剧提高，当含碳量为百分之零点六左右时达到最高水平。若再增加碳量，材料硬度基本上不再提高，而材料韧性将随着自由碳化物的出现而降低。因此合理的碳含量应为0.4%-0.6%，这时材料的硬度可保证在HRC60以上，基本上能满足对耐磨性的要求。

对于奥氏体锰钢，为了提高它的加工硬化能力，将传统高锰钢的锰含量降到中等水平，碳含量降到0.8%-1.0%，获得不稳定奥马氏体组织，在冲击作用下因发生马氏体相变而提高硬度。 对于白口铸铁，提高材料硬度，包括基体和碳化物两种硬度。基体硬度是通过合金化提高材料粹火透性，以获得硬度较高的基体组织。碳化物的硬度提高是靠合金化改变其成分或类型，加入的元素一般为碳化物形成元素，如TI、NB、V、W、MO和CR等，前四种元素可根据资源发问加入，mo较稀贵一般不作此方面考虑。cr量的增加可使碳化物由m3c型转变为硬度更高的m7c3型，材料耐磨性因此大大提高，高铬铸铁就是的这样发展起来的。需要指出的是：在加入上述碳化物形成元素时，还必须考虑材料的碳含量，合适的合金元素与碳含量之比可保证获得适量碳化物以提高材料整体硬度。

2、提高材料粹透性

大部分耐磨材料是在粹火+回火状态下使用的。对于较大的磨球或较厚的襻，良好的粹透性就显得很重要。因此在生产此类耐磨件时就要考虑加入提高粹透性的元素，如：ni，si，cr，mo，mn和B等，加入的办法以少量多元为原则。较典型的产品有：C-MN-SI-MO系列合金钢衬板。

3、改善材料韧性

对于锻钢球，控制成分以获得相对好的组织良好的强韧性配合。清华大学开发的马氏体加贝氏体复合相组织空冷贝氏体钢球，以及中国矿业大学开发的奥氏体加贝氏体复相组织奥贝球，就是典型的范例。 对于白口铸铁，共晶碳化物连接成网状对材料韧性是不利的，因而人们考虑加入一些元素来改变碳化物的析出形态和分页，例如含锰的铸铁中就有加入CU，B稀土元素以改善韧性的。 一般认为加入一定量的稀土有利于改善材料韧性，因而许多厂家在生产不堪设想铸铁类耐磨材料时倾向于加稀土硅铁。

4、提高材料抗腐蚀性能

对于FE-CR第或FE-CR-X系合金铸铁，在碳化物与基体间存在一贫铬区，腐蚀常常在这部分优先进行。加入少量不溶于碳化物的CU可在碳化物附近形成富CU区而撤消贫CR的影响，从而能够提高材料在湿磨情况下的抗腐蚀性能。

5、改善铁水流动性以消除各种铸造缺陷

对铸铁件改善铁水流动性的元素有SI，cu，和p等。其中si，cu使用的较多，而p则只有在天然资源情况下利用。si含量在1% 以上可改善铁水流动性，cu有多种作用，如提高粹透性，提高材料抗腐蚀性能和改善铁水流动性，因而许多合金铸铁类抗磨件都含有一定量的cu。