 一是高錳鋼系列：如高錳鋼（ZGMn13）、
高錳合金（ZGMn13Cr2MoRe）、超高錳合金（ZGMn18Cr2MoRe）等；
二是抗磨鉻鑄鐵系列：如高、中、低鉻合金鑄鐵（如Cr15MOZCu）；
三是耐磨合金鋼系列:如中、低、高碳多元金合鋼（如ZG40SiMnCrMO和ZG35Cr2MoNiRe）；
四是奧貝球鐵（ADI）系列；
五是各類復(fù)合或梯度材料及硬質(zhì)合金材料：如碳化鉻復(fù)合材料（Cr2C3+Q235）、高能離子注滲碳化鎢材料（WCSP）、高韌硬質(zhì)合金（YK25.6）等；六是各類非金屬耐磨材料：如聚合陶瓷復(fù)合材料、氮化硅（Si3N4）、增韌氧化鋯（Y2O3+ZrO2）、增韌三氧化二鋁（Al2O3/ZrO2）等。 不同系列的耐磨材料性能比較：
2．2．1 高錳鋼系列：其代表為高錳鋼ZGMn13。在承受劇烈沖擊或接觸應(yīng)力下，其表面會迅速硬化，而芯部仍保持極強(qiáng)的韌性，外硬內(nèi)韌既抗磨損又抗沖擊。且表面受沖擊越重，表面硬化就越充分，耐磨性就越好。由于高錳鋼自身硬度很低（HB170-230），在未硬化時耐磨性是極其有限的，若高錳鋼件表面所承受沖擊力不足，則表面不能充分硬化（充分硬化后表面硬度可達(dá)HB550以上，反之則在HB350以下）則耐磨性無從發(fā)揮，而呈現(xiàn)出不耐磨狀況。
2．2．2 抗磨高鉻鑄鐵系列：按組織結(jié)構(gòu)和使用情況，鉻系鑄鐵可以分為三大類：第一類為具有良好高溫性能的鉻系白口鑄鐵。這種鑄鐵含鉻量為33%，其組織多數(shù)為奧氏體和鐵鉻碳化物，有時也出現(xiàn)鐵素體。這種合金除具有一定的耐磨性外，在溫度不高于1050℃的高溫工作條件下，具有良好的抗氧化性能。第二類為具有良好耐磨性的鉻系白口鑄鐵（簡稱高鉻鑄鐵）。這種鑄鐵中除含有12～20%的鉻外，還含有適量的鉬。這類鑄鐵凝固后的組織為(Fe,Cr)7C3型碳化物和γ相。當(dāng)基體全部為馬氏體時，這種合金的耐磨性能最好。如果基體中存在殘余奧氏體，通常要進(jìn)行熱處理。第三類為低鉻合金白口鑄鐵。與普通白口鑄鐵相比，這種鑄鐵中碳化物的穩(wěn)定性更好。［2］
2．2．3 耐磨合金鋼系列：又分為低合金鋼、中、高合金鋼。耐磨合金鋼可通過調(diào)控化學(xué)成份和熱處理工藝獲得必要的材料的沖擊韌度和硬度指標(biāo)。硬度可達(dá)HRC=52～58，韌性可達(dá)到ak=15～30J/cm2。
2．2．4 奧貝球鐵（ADI）系列：它是通過等溫淬火熱處理或加入合金元素，使球鐵基體組織由鐵素體、珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W鐵體、貝氏體和殘余奧氏體。ADI具有以下一些獨(dú)特的優(yōu)點：①強(qiáng)度高、塑性好。②彎曲疲勞和接觸疲勞等動載性能高。ADI的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞強(qiáng)度可達(dá)400～500MPa，與調(diào)質(zhì)處理低合金鋼相當(dāng)，ADI的接觸疲勞強(qiáng)度可達(dá)1600～2100MPa，比低合金鋼氮化處理和滲碳處理的接觸疲勞強(qiáng)度高。③吸震性好。ADI由于彈性模量低，加上基體中存在石墨球，能迅速吸收震動并增大了噪音阻尼，使部件的運(yùn)行更安靜和平穩(wěn)。④極好的耐磨、抗磨性。ADI的耐磨性能，比任何同等硬度水平的鋼都好。⑤加工性能好：ADI大部分機(jī)械加工可以在等溫淬火前完成，此時一般為鐵素體球鐵，其加工性能顯著好于鋼。
2．2．5 復(fù)合或梯度材料系列：其代表是高能離子注滲碳化鎢材料（WCSP）和碳化鉻復(fù)合材料（Cr2C3+Q235）。滲碳化鎢材料（WCSP）是采用高能離子注滲技術(shù)向鋼鐵零部件表層注滲碳化鎢(WC).WC和鋼基體兩者是冶金結(jié)合，優(yōu)勢互補(bǔ)。表面具有WC的高硬度，高耐磨性。心部則保留了所選鋼基體原來的硬度、強(qiáng)度和韌性。在表層與心部之間還存在一個性能漸變的梯度過渡區(qū)，有效地避免了性能突變時可能引起的材料破壞。［3］
錘用硬質(zhì)合金：相對于高錳鋼和高鉻合金鋼，錘用硬質(zhì)合金具有更高的硬度和耐磨性。
YK26.5: 密度:14.58（g/cm3）；硬度（CHRA）: 87.5；抗彎強(qiáng)度: 2650（MPa）；斷裂韌性: 12——16（MPam1/2）
2．2．6 非金屬耐磨材料系列
非金屬耐磨材料種類很多，其代表材料有陶瓷復(fù)合材料、碳化硅（SiC）、氮化硅（Si3N4）、增韌氧化鋯（Y2O3+ZrO2）、增韌三氧化二鋁（Al2O3/ZrO2）等。
陶瓷復(fù)合材料：陶瓷是金屬元素和非金屬元素組成的晶體或非晶體化合物，熔點高、硬度高、剛度強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性好。耐磨陶瓷涂料是一種非金屬膠凝材料，它是采用耐酸和耐堿的人工合成的粉狀陶瓷材料。
特點：
（1）高的機(jī)械強(qiáng)度和剛度：密度大，強(qiáng)度可達(dá)130Mpa，能有效抵御物料的沖擊力和剪切應(yīng)力.
(2)優(yōu)良的韌性和抗震性：由于陶瓷耐磨料采用無定向剛纖維和定向網(wǎng)狀增強(qiáng)措施，通過耦合進(jìn)一步改善韌性，所以斷裂韌性強(qiáng)，可有效防止沖擊力造成的破損和剝落.
(3)環(huán)境相容性好.［4］
強(qiáng)韌化陶瓷：其代表為增韌氧化鋯（Y2O3+ZrO2）、增韌三氧化二鋁（Al2O3/ZrO2）等結(jié)構(gòu)性陶瓷。具有耐磨損、耐腐蝕、耐高溫、高強(qiáng)度、高硬度等優(yōu)點。
可適應(yīng)金屬和高分子材料難以承受的環(huán)境和工況條件。具體指標(biāo)如下：
材料 強(qiáng)韌氧化鋯 強(qiáng)韌三氧化二鋁 氮化硅
組成 Y2O3+ZrO2 Al2O3/ZrO2 Si3N4
密度g/cm3 6—6.05 3——4.5 3.2
硬度CHRA 89 85——88 93
抗彎強(qiáng)度MPa1000—1200 300—500 900
斷裂韌性MPam1/212—14 5—7 8.5 |
沈網(wǎng)警備案20040880號
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