高锰钢在破碎机中的耐磨解析

在破碎机耐磨件（易损件）是用户关注的质量点之一，因为耐磨件的质量直接影响了破碎生产线现场能否正常运行，石料成本能否有效控制，并在市场条件下取得更大的利润。在本中，要重点介绍在破碎机行业中常用的耐磨件高锰钢。

高锰钢，在破碎机行业一般是Mn13，即ZGMN13，普遍用于颚式破碎机的颚板，圆锥破碎机的破碎壁，轧臼壁，反击式破碎机上的侧衬板，反击衬板。这类钢含锰10％-15％，碳含量较高，一般为0.90％-1.50％，大部分在1.0％以上。其化学成分为(％)：C0.90-1.50Mn10.0-15.0；Si0.30-1.0 S≤0.05 P≤0.10这类高锰钢的用量多。

上述成分的高锰钢的铸态组织通常是由奥氏体、碳化物和珠光体所组成，有时还含有少量的磷共晶。碳化物数量多时，常在晶界上呈网状出现。因此铸态组织的高锰钢很脆，无法使用，需要进行固溶处理。通常使用的热处理方法是固溶处理，即将钢加热到1050-1100℃，保温消除铸态组织，得到单相奥氏体组织，然后水淬，使此种组织保持到常温。热处理后钢的强度、塑性和韧性均大幅度提高，所以此种热处理方法也常称为水韧处理。热处理后力学性能为：σb615-1275MPa σs340-470MPa ζ15％-85％ ψ15％-45％aKl96-294J/cm² HBl80-225。高锰钢经过固溶处理后还会有少量的碳化物未溶解，当其数量较少符合检验标准时，仍可使用。

奥氏体组织的高锰钢受到冲击载荷时，金属表面发生塑性变形。形变强化的结果，在变形层内有明显的加工硬化现象，表层硬度大幅度提高。低冲击载荷时，可以达到HB300-400，高冲击载荷时，可以达到HB500-800。随冲击载荷的不同，表面硬化层深度可达10-20mm。高硬度的硬化层可以抵抗冲击磨料磨损。高锰钢在强冲击磨料磨损条件下，有优异的抗磨性能，故常用于矿山、建材、火电等机械设备中，制作耐磨件。在低冲击工况条件下，因加工硬化效果不明显，高锰钢不能发挥材料的特性。

在冲击载荷作用的冷变形过程中，由于位错密度大量增加，位错的交割、位错的塞积及位错和溶质原子的交互作用使钢得到强化。这是加工硬化的重要原因。另一个重要原因则是高锰奥氏体的层错能低，形变时容易出现堆垛层错，从而为ε马氏体的形成和形变孪晶的产生创造了条件。常规成分的高锰钢的形变硬化层中常可以看到高密度位错、位错塞积和缠结。ε马氏体和形变孪晶的出现使钢难以变形，尤其是后者的作用更大。上述各种因素都使高锰钢的硬化层得到很高程度的强化，硬度大幅度提高。