棒磨機鋼棒金屬晶體與搞磨特性講解

棒磨機金屬介質在微量元素含量不同的情況下，硬度及抗磨性等性能可能有很大的區(qū)別，甚至在化學元素含量基本相同的情況下，因熱處理方式的不同，礙度也會有很大的區(qū)別。這主要是由于金屬晶體內部構造的不同所引起的。

棒磨機金屬多晶體，理想的多晶體中每個晶粒內的原子有規(guī)則地排列，但實際情況則不然。實際金屬的晶體結構內部存在著大量的缺陷，如晶界、亞晶界及位錯等。在這些晶體缺陷附近，原子的排列規(guī)則受到破壞，發(fā)生點陳的畸變，可以說，正是這些畸變使金屬的物理、化學和機械性能發(fā)生了改變。在淬火或冷卻加工的金屬中，位錯密度可達10的12次方根/每立方粒米，遠高于退火金屬，這是棒磨機金屬強化的重要因素。

棒磨機鍛鋼球常用的材質為碳素鋼，含其它元素不多，可看作鐵碳合金。室溫下的碳鋼是由鐵素體和滲碳組成的。鐵素體即碳在鐵中的固溶體，存在于棒磨機晶格缺陷處，其性能和純鐵基本相同，強度只有250MPa，硬度只有80（HB），滲碳體則是鐵和碳的化合物，含碳量為6.67%，滲碳體和棒磨機的鐵素體一片片地相間排列即為珠光體，珠光體的硬度不高，只有20（HRC）左右，而然鋼球一般又是由珠光體與網狀或斷網狀鐵素體構成， 所以煅鋼球硬度小，抗磨性差。

碳鋼加熱到高溫后，則呈奧氏體狀態(tài)。奧氏體是碳在r-Fe中的固溶體，碳原子和鐵原子均勻分布，此時若高速冷卻，則轉變?yōu)樘荚赼-Fe中的過飽和溶體，即針狀組織的馬氏體。由于馬氏體中碳的過飽和引起鐵晶格的嚴重扭曲，其硬度特別高，所以可通過淬火的方式提高煅鋼球的硬度，以改善介質的耐磨性能。

實際棒磨機鋼棒的生產中一般僅把煅鋼球3~5mm厚的表面層經淬火 轉變，其中包括一定厚度的過渡層。過渡層一般包括部分索氏體和屈氏體，索氏體硬度可達HRC 35~43，屈氏體次之，一般可達HRC22~35，二者硬度均高于棒磨機的珠光體，但低于馬氏體。實際上索氏體及屈氏體也稱作珠光體類組織，分別叫做細珠光體和特細珠光體。前已提及的用優(yōu)質高碳結構鋼鍛造鋼球，經淬火處理后，表層形成馬氏體，過渡 層則為馬氏體、屈氏體及細珠光體等，使硬度大幅度提高，耐磨性大大增強即是此因。

利用等溫淬火的方式可把加熱成奧氏體組織的鋼轉變?yōu)樨愂象w組織。最常見的貝氏體組織有兩種形態(tài)：一種是較高溫度下形成的呈羽毛狀的上貝氏體組織，另一種則為在較低溫度下形成的針狀下貝氏體組織。上貝氏體由平行排列的板條狀鐵素體與分布在鐵素體間的短條狀間斷滲碳體組成；下貝氏體則是以針片狀鐵素體為基體，其中頒布著很細的碳化物小片。下貝氏體的強度，特別是韌性較高，所以貝氏體球的硬度也可達HRC50以上，且具有相當高的沖擊韌性，在棒磨機磨礦中抗磨特性特別好，破碎率低。河北壽王墳銅與清華大學共同研制的貝氏體棒磨機鋼棒，用于磨細普照氏硬度系數為f為8~12的中硬銅礦石，球耗由中錳稀土球的0.71kg/t降至0.55kg/t，且碎球少，棒磨機的運轉率也有所提高。

棒磨機鋼棒的合金元素通過溶于鐵素體中或形成碳化物對鋼的機械性能發(fā)生影響。對于具有鐵素體——珠光體組織的普通低合金鋼，合金元素對其強度的影響方式有：（1）鐵素體的固溶強化；（2）增加珠光體的相對含量；（3）控制晶粒大小；（4）影響珠光體的分散度；（5沉淀硬化。鐵素體的固溶強化即通過能固溶于鐵素體的元素如錳、硅、鉻、鎳、銅、鈷、磷等，降低珠光體中的碳濃度，因而在碳含量相同時，能增加珠光體的相對數量，由此使合金硬度提高；彌散硬化也是合金硬度提高的原因之一。多數合金元素，在加熱時可阻止奧氏體長大，使鋼晶粒細、韌性高，屬于細晶強化作用。除了上述能使鋼的機械性能提高的因素外，更主要的還是由于合金元素對鋼處理的影響，尤其是顯著提高鋼的淬透性。硅、錳、鉻、鎳元素均能顯著地提高鋼的淬透性，使鋼的機械性能得到提高，所以合金鋼也能增加鋼的抗磨特性，使磨礦介質的磨損率下降。

鑄鐵與碳素鋼相比，其化學成分中除了有較高的碳、硅之外，還含有較高的雜質無素錳、磷、硫、在特殊性能的合金鑄鐵中，還含有某些合金元素。由于鑄鐵中的碳主要以石墨存在，所以鑄鐵的組織是由金屬基體和石墨所組成的。鑄鐵的金屬基體有珠光體、鐵素體及珠光體加鐵素體三類。由于石墨的存在，鑄鐵的抗拉強度、塑性及韌性都比碳鋼低，但卻使鑄鐵具有更好的耐磨性及高的消振性，我公司增將棒磨機賣給一家有石墨廠，用著還不錯。所以若能充分利用鑄鐵的耐磨性，則是一種較好的細磨介質作為棒磨機介質來用，因為細磨主要靠研磨，能發(fā)揮鑄鐵硬而耐磨的優(yōu)勢，在細磨中沖擊力小，可避開鑄鐵韌性低不耐沖擊的缺點，即細磨中用鑄鐵介質可起揚長避短的作用。