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通过对球磨机衬板用耐磨材料的应用情况,工况条件、性能要求,合金元素作用的分析,在充分考虑德兴铜矿选矿厂球磨机特殊性的条件下,设计了一种新型耐磨铸钢—CHMe钢,其控制成分为:C:0.7%~0.9%,Si:0.2%~0.4%,Mn:0.3%~0.5%,Cr:2.8%~3.2%,Ni:0.4%~0.6%,W:0.05%~0.1%,Ti:0.03%~0.05%,V:0.005%~0.01%;Mo:0.3%~0.5%,Cu:0.3%~0.5%,P:<0.06%,S:<0.06%.在此基础上,对CHMe钢的淬透性,热处理工艺、耐磨性进行了试验研究,并制定了熔炼、铸造、热处理工艺,进行了生产小试和装机试运行。 试验结果表明,设计的CHMe钢淬透性良好,能满足大型球磨机衬板的淬透性要求。其在900℃~950℃奥氏体化后淬火+500℃~550℃×2小时回火后的综合机械性能最佳,硬度可达HRC44以上,抗拉强度σ_b>1500MPa,无缺口冲击韧性α_k>50J/cm~2。组织分析表明,此时形成的回火马氏体+贝氏体+回火屈氏体+残余奥氏体+弥散碳化物的组织是其具有优良的综合机械性能的原因。此时其耐磨性好,比2GMn13提高15%~35%。磨面分析表明,CHMe钢基体高强度,高硬度、良好的强韧性配合和碳化物硬质点的弥散分布,磨痕细短浅小,挤塑变形区细小均匀,抵抗冲击滑动累积塑性疲劳能力强,是其耐磨性比ZGMn13高的原因。 生产小试与装机运行结果表明,CHMe钢衬板的生产工艺较为05单,熔炼、铸造、热处理工艺易于掌握,使用寿命是ZGMn13衬板的1.3倍。而技术经济分析则表明,CHMe钢衬板的生产成本虽然略高于2GMn13衬板,但综合考虑磨矿效率与磨耗成本后,生产每吨CHMe钢衬板仍可比ZGMn13衬板多获利1230元,具有明显的经济与社会效益。