襯板是球磨機中的主要磨損件，球磨機襯板類型也是多種多樣，使用最多的是高錳鋼。但是當沖擊并不強烈時高錳鋼磨損快、使用壽命短而且其生產成本較高，于是冶鑄工作者研制出了高硼鑄鋼、高耐磨貝氏體鑄鋼、高韌性抗熱耐磨鑄鋼、鉻鉬鑄鋼、無鉬鎳高強度耐磨鑄鋼、中鉻合金耐磨鑄鋼等新型抗磨鑄鋼，在球磨機襯板應用中表現出了優良的耐磨性能。本文對這些鋼的熱處理工藝和力學性能做了簡要的回顧。

1、高硼鑄鋼

該鋼是在低碳鋼中加入硼元素的同時添加少量其他合金元素，化學成分見表1中的1.1。熱處理采用淬火+回火，淬火工藝為:950~980℃×2h，水冷淬火條件下具有優異的淬透性和淬硬性。淬透層深度大于40mm；回火工藝為:200~250℃×4h，空冷?？梢垣@得一定數量的高硬度Fe2B化合物?；w是強韌性好的板條馬氏體，綜合力學性能與耐磨性良好，硬度大于58HRC，沖擊韌度大于12J/cm2。適用于小能量多沖擊的鑿削磨損型工況條件，用其制造的球磨機襯板使用起來安全、可靠，使用壽命比高錳鋼襯板提高2倍以上，且價格相當，經濟效益好。

對于化學成分為表1中1.2的高硼鑄鋼，淬火溫度為1000℃可獲得單一的板條馬氏體。在230～240℃進行去應力回火處理，硬度大于55HRC，抗拉強度超過900MPa，平均沖擊韌度達到18.2J/cm2。在火電廠球磨機上使用安全、可靠，使用中不斷裂、不剝落，使用壽命比高錳鋼襯板提高180%～200%。高硼鑄鋼襯板不含貴重合金元素，生產工藝簡便，生產成本與高錳鋼襯板相當，推廣使用可產生顯著的經濟和社會效益。

2、高耐磨貝氏體鑄鋼

以Cr-Mn-Si為主加少量其它合金元素的貝氏體鑄鋼，其化學成分見表1中的2.1。熱處理工藝為：經1080℃正火，200～250℃回火，獲得貝氏體+鐵素體和殘余奧氏體組織，該組織具有良好的強韌性配合；其抗拉強度為1500MPa，硬度為HRC49，沖擊韌度為AKU36J。該貝氏體鑄鋼耐磨性優于馬氏體鋼、高碳低合金鑄鐵、高鉻鑄鐵，其襯板使用壽命是馬氏體鋼襯板的2.5倍、高碳低合金鑄鐵襯板的1.7倍、高鉻鑄鐵襯板的1.3倍，是襯板材料的理想選擇。

高碳Mo-B系貝氏體耐磨鋼[3]的化學成分如表1中的2.2所示。根據產品大小，厚簿，形狀分別采用兩種淬火工藝，即分級淬火和空淬。

此鋼熱處理后的組織為B+M+A殘。其硬度≥50HRC，沖擊韌度≥20J/cm2。高碳Mo-B系貝氏體耐磨鋼具有優良高強韌性、高硬度及優異的耐磨性。適宜做各種球磨機襯板，通過金礦、鉛鋅礦、水泥廠襯板的應用其耐磨性比高錳鋼襯板壽俞提高50%以上。

3、高耐磨性高鉻鑄鋼

高鉻鑄鋼是一種合金用量少、力學性能好、工藝穩定、耐磨性高的球磨機耐磨材料，其化學成分見表1中的序號3。熱處理工藝為“淬火+回火”，淬火溫度為960℃，保溫2～6h；回火溫度為260℃，保溫2～6h，出爐后空冷?；鼗鸬哪康氖窍慊饝?，改善韌性。金相組織為回火馬氏體+共晶碳化物+殘余奧氏體+二次碳化物。其沖擊韌度高于高鉻鑄鐵，而其余力學性能指標相當。它與國內使用的高錳鋼襯板和進口的高鉻鑄鐵襯板相比，不但耐磨性好，而且成本低、性價比高，特別適于制造球磨機襯板，與高錳鋼相對耐磨性ε為4.59。

4、高韌性抗熱耐磨鑄鋼

高韌性抗熱耐磨鑄鋼的化學成分見表1中的序號4。熱處理工藝為固溶處理+穩定化處理。①固溶處理：將襯板加熱至llAc+50～90℃（1070～1150℃）并保溫一段時間，使鋼中的碳化物等過剩相充分溶解到固溶體中，得到化學成分基本均勻的單相奧氏體組織，然后快速冷卻，以得到過冷奧氏體固溶組織，目的是改善襯板的韌性和耐熱性。②穩定化處理：穩定化處理工藝在此不做詳述。

鑄態組織為奧氏體+少量鐵素體+碳化物，碳化物呈連續網狀分布。熱處理后試驗襯板的組織為奧氏體+碳化物，且組織明顯細化和均勻化。Ak≥77J/c㎡。硬度和耐磨性明顯增加，抗氧化性能顯著，并且生產成本低廉，具有廣闊的市場空間。

5、鉻鉬鑄鋼

對于表1中5.1所示化學成分的鉻鉬鑄鋼，熱處理工藝為（920±10）℃油淬，（350±20）℃×6h回火。在淬火加回火后獲得貝氏體組織，其硬度HRC≥40，沖擊韌度Ak≥25J/c㎡。鉻鉬鑄鋼襯板先后在國內的球磨機上進行裝機試驗，其使用壽命為高錳鋼襯板的兩倍以上，提高了磨機作業率，延長了磨機大修周期，生產成本降低30%左右。這種材質的鑄造耐磨件還可以廣泛應用于礦山開采、破碎機械、筑路機械、挖掘機械等方面。

對于化學成分為表1中5.2所示的鉻鉬鑄鋼，鑄態組織為珠光體+馬氏體+奧氏體+碳化物。退火后金相組織為珠光體+彌散碳化物。在980℃淬火，380℃回火，得到淬火馬氏體與極少量殘余奧氏體。在380℃回火溫度下，淬火馬氏體轉變為回火馬氏體及析出彌散碳化物，殘余奧氏體轉變為回火馬氏體。HRC55.8及Ak21.88J/cm2。此鋼具有高強度、高韌性、高抗磨、不彎曲、不變形的特性。經水泥磨一廠使用其耐磨性為高錳鋼3倍以上。而且該鋼種生產工藝簡便、成本低，生產廠家容易組織生產。

6、無鉬鎳高強度耐磨鑄鋼

對于化學成分為表1中的6.1的無鉬鎳高強度耐磨鑄鋼，其不含鎳鉬等昂貴合金元素，以廉價硅、錳為主要合金元素，并加入少量鉻元素，同時用硼和氮改善鑄鋼淬透性，用鈣、鈦、釔基稀土和鎂細化和凈化凝固組織。鑄態組織是珠光體和鐵索體，還含有少量馬氏體。淬火溫度為880~1050℃，冷卻方式為出爐后快冷，回火溫度為220～300℃。其顯微組織是典型的單一板條馬氏件組織，馬氏體板條間存在納米晶奧氏體薄膜，使鑄鋼在保持高強度和高硬度的前提下，還具有優良的韌性和塑性。其抗拉強度大于1500MPa，伸長率大于5%，沖擊韌度大于120J/cm2，硬度大于50HRC。此鋼生產的襯板使用安全、可靠，使用中未出現剝落和斷裂，其使用壽命與高鉻鑄鐵襯板和鎳硬鑄鐵襯板相當，生產成本比高鉻鑄鐵襯板和鎳硬鑄鐵襯板低40%以上，使用壽命比高錳鋼襯板提高2～4倍，價格與高錳鋼相當。

對于無鉬鎳空淬貝氏體鑄鋼，其化學成分如表1中的6.2所示。熱處理工藝為920℃×1h后空冷到室溫，在250～350℃回火。在空淬后可以得到貝氏體組織，具有優良的綜合力學性能。無鉬鎳低合金鋼中含硅量較高，空淬后能抑制碳化物析出，獲得無碳化物的板條狀貝氏體鐵素體+殘留部分奧氏體（～11%）。此鑄鋼原料來源豐富，生產成本低，工藝簡單，綜合性能優越，使用壽命比高錳鋼提高100%～300%。

7、中鉻合金耐磨鑄鋼

新型中碳中鉻合金鋼不含貴重合金元素Mo、Ni和Cu等，其化學成分如表1中的7.1所示。熱處理工藝為（960±20）℃淬火，280～320℃回火；金相觀察表明，試樣的淬火回火組織為M回+K少+Ar少。其硬度值為46～56HRC，沖擊韌度值AK為24～46J/c㎡。

根據一年四季溫度變化，分別采用空冷、霧冷、淬火液等不同冷卻介質進行淬火，其組織性能完全達到或超過加Mo、Ni、Cu的傳統中碳中鉻合金耐磨鑄鋼。并且生產成本低，韌性高，耐磨性好，符合當前國家倡導和強力推行的節能減排政策，是一種優良的新型耐磨材料，有一定推廣應用價值。

中鉻合金鋼化學成分如表1中的7.2所示。由于多元合金元素的綜合作用，此鋼具有晶粒細小、淬透性好、綜合機械性能良好的特點。經1020℃降溫淬火，再經330℃回火的試驗鋼的組織為馬氏體+貝氏體+殘余奧氏體+碳化物。試驗鋼的力學性能：硬度為58～60HRC、沖擊韌度Ak=20～30J/cm2、抗彎強度σw=1600～1800MPa。此鋼可以利用鑄造余熱進行等溫淬火熱處理，不但可以獲得馬氏體+貝氏體+殘余奧氏體+碳化物組織，而且可以縮短生產周期，提高生產率。當開箱溫度為9500℃，保溫溫度在280～330℃時，試驗鋼的力學性能為：硬度59～63HRC、沖擊韌度Ak=15~24J/cm2、抗彎強度σw=850～920MPa，比按1020℃降溫淬火+330℃回火處理的試驗鋼的力學性能稍低。

最后總結，本文回顧了一些新型的抗磨鑄鋼的熱處理工藝和力學性能。生產中可根據襯板使用的工況和材質要求以及工廠的實際生產條件，選擇適當的抗磨鑄鋼及其相應的熱處理工藝。