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耐磨钢

高锰钢是一种碳含量和锰含量较高的耐磨钢，这个具有百余年的古老钢种，

由于它在大的冲击磨料磨损条件下使用时具有很强的加工硬化能力，同时兼有良

好的韧性和塑性，以及生产工艺易于掌握等优点

这些钢具有较好的耐磨性和韧性，

耐磨钢种类繁多，大体上可分为高锰钢，中、低合金耐磨钢，铬钼硅锰钢，耐气

蚀钢，耐磨蚀钢以及特殊耐磨钢等。一些通用的合金钢如不锈钢、轴承钢、合金

工具钢及合金结构钢等也都在特定的条件为耐磨钢使用，由于它们方便，

性能优良，故在耐磨钢的使用中也占有一定的比例。

中、低合金耐磨钢这类钢中通常所含的化学元素有硅、锰、铬、钼、钒、钨、镍、

钛、硼、铜、稀土等

耐磨钢广泛用于矿山机械、煤炭采运、工程机械、农业机械、建材、电力机械、

铁路等部门。例如，球磨机的钢球、

槽帮、圆环链，推土机用铲刀、铲齿，大型电动轮车斗用衬板，石油和露天铁

矿穿孔用牙轮钻头等等，以上所列举的还主要限于属于经受磨料磨损的耐磨钢的

应用，而各种各样的机械中凡是有相对的工件问，皆会产生各种类型的磨

损，都会有提高工件材料耐磨性的要求或要求采用耐磨钢，

耐磨铸铁

耐磨铸铁的组织具有均匀的高硬度。普通白口铸铁就是一种抗磨性高的铸铁，但

其脆性大，因此常加入适量的Cu、Cr、Mo、W、Ni、Mn等合金元素，增加其韧性，

并具有更高的硬度和耐磨性。

耐磨铸铁分为减磨铸铁和抗磨铸铁两类。前者是在有润滑剂，受粘着磨损条件下

工作的，如机床导轨和拖板，发动机的缸套和活塞，各种滑块等。后者是在无润

滑剂、受磨料磨损条件下工作，如轧辊、犁铧球磨机磨球等。

（1）减磨铸铁

减磨铸铁的组织应是软基体上分布有坚硬的相。软基体在磨损后形成的沟槽可保

持油膜，有利于润滑，而坚硬相可承受摩擦。

磨损的分类

磨粒磨损：物体表面与硬质颗粒或硬质凸出物（包括硬金属）相互摩擦引起表面

材料损失。

粘着磨损：摩擦副相对时，由于固相焊合作用的结果，造成接触面金属损耗。

表面疲劳磨损：两接触表面在交变接触压应力的作用下，材料表面因疲劳而产生

物质损失。

腐蚀磨损：零件表面在摩擦的过程中，表面金属与周围介质发生化学或电化学反

应，因而出现的物质损失。

微动磨损：两接触表面间没有宏观相对，但在外界变动负荷影响下，有小振

幅的相对振动（小于100μm），此时接触表面间产生大量的微小氧化物磨损粉末，

因此造成的磨损称为微动磨损

钢中的非塑性夹杂物等冶金，对疲劳磨损有严重的影响。如钢中的氮化物、

氧化物、硅酸盐等带棱角的质点，在受力过程中，其变形不能与基体协调而形成

空隙，构成应力集中源，在交变应力作用下出现裂纹并扩展，最后导致疲劳磨损

早期出现。因此，选择含有害夹杂物少的钢（如轴承常用净化钢），对提高摩擦

副抗疲劳磨损能力有着重要意义。

在某些情况下，铸铁的抗疲劳磨损能力优于钢，这是因为钢中微裂纹受摩擦力的

影响具有一定方向性，且也容易渗入油而扩展；而铸铁基体组织中含有石墨，裂

纹沿石墨发展且没有一定方向性，润滑油不易渗入裂纹。

硬度

一般情况下，材料抗疲劳磨损能力随表面硬度的增加而增强，而表面硬度一旦越

过一定值，则情况相反。

钢的芯部硬度对抗疲劳磨损有一定影响，在外载荷一定的条件下，芯部硬度越高，

产生疲劳裂纹的性就越小。因此，对于渗碳钢应合理地提高其芯部硬度，

但也不能无限地提高，否则韧性太低也容易产生裂纹。此外，钢的硬化层厚度也

对抗疲劳磨损能力有影响，硬化层太薄时，疲劳裂纹将出现在硬化层与基体的

连接处而易形成表面剥落。因此，选择硬化层厚度时，应使疲劳裂纹产生在硬化

层内，以提高抗疲劳磨损能力。

齿轮副的硬度选配，一般要求大齿轮硬度低于小齿轮，这样有利于跑合，使接触

应力分布均匀和对大齿轮齿面产生冷作硬化作用，从而有效地提高齿轮副