国投曹妃甸港输煤系统中使用的耐磨衬板工矿条件是一个复杂的系统工程,它不仅取决于衬板所在的位置,同时也与所输送的物料有关。因此,详细分解输料系统中每个地方使用衬板冲击及磨损情况,将使衬板的使用寿命大幅度提高。为此,通过材料成分及工艺的优化获得具有优良综合力学性能的衬板,并使其与使用的工矿条件相匹配。本文以自主设计的七种贝氏体、马氏体钢为研究对象,通过不同热处理工艺获得不同的组织与性能,并进行摩擦磨损试验,在理论上加以探讨。试验结果表明:铸造衬板在1700℃出钢时衬板冲击韧性值最大,最佳的出钢温度是1700℃。钢水在1500℃浇铸时,硬度值和冲击功值与其它温度浇铸温度比较相差不大,而1500℃浇铸时缩孔和偏析相对较少,因此,浇注温度选择1500℃。铸造衬板中极易产生偏析,我们采用了减小合金元素矿石尺寸,提高钢水的均匀程度,增加冷却速度,加入少量稀土变质剂等方法。稀土在钢中除了净化钢液、改善铸态组织等作用外,还具有改善夹杂物形态以及合金化的作用,偏析现象有了较大幅度的改善。铸造贝氏体、马氏体衬板随着含碳量的增加,硬度提高,冲击韧性降低;在其它成分相同的情况下,加Mo可以使硬度及冲击韧性均大幅提高;C含量大于0.49以后,增加合金元素及提高C含量对硬度值影响不大。在空冷贝氏体、马氏体钢中,Mn和Si含量大于2%较好,成分中须含有Mo和Cr。含碳量在0.40~0.44范围内时,空冷衬板硬度HRC≧50。含碳量在0.45~0.50范围内时,空冷衬板硬度HRC≧55。相同成分及热处理工艺的铸造及锻造(轧制)贝氏体、马氏体衬板,硬度基本相同,但韧度差别很大。锻造(轧制)贝氏体、马氏体衬板具有更高的韧度,耐磨性也更好一些。主要是因为锻造(轧制)板组织细小,致密度高,缺陷少。在低冲击功磨损条件下,磨损机制主要为切削机制。而在高冲击功磨损条件下,其磨损机制主要为凿削作用下磨面硬化层的塑变疲劳与脆断。贝氏体组织比马氏体组织有更好的塑韧性,在以高冲击功冲击过程中能有效缓冲击压力,有利于耐磨性的提高。而马氏体韧性较差,在以高冲击功磨损条件下磨面容易产生脆性断裂,不利于磨损性能的提高。