眾所周知，磨損是產(chǎn)品失效的三種主要形式之一，即斷裂、腐蝕、磨損。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，能源的1／3到1，2消耗于摩擦與磨損。據(jù)美國(guó)材料政策委員會(huì)1977年測(cè)算，磨損造成的國(guó)民經(jīng)濟(jì)損失約150億美元。原西德統(tǒng)計(jì)因磨損造成的損失每年達(dá)100億馬克。我國(guó)對(duì)磨損造成的經(jīng)濟(jì)損失缺乏精確的統(tǒng)計(jì)。根據(jù)我國(guó)冶金、建材、電力、農(nóng)機(jī)、煤機(jī)等5個(gè)系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)，以及機(jī)械部門汽車、拖拉機(jī)、工程機(jī)械的不完全統(tǒng)計(jì)，估算我國(guó)年消耗金屬耐磨材料達(dá)300萬(wàn)噸以上。1979年，美國(guó)人約斯特來(lái)華訪問(wèn)時(shí)曾指出，如果運(yùn)用摩擦磨損理論防止和減輕摩擦磨損，中國(guó)每年可節(jié)約150億美元。由上述可見(jiàn)磨損對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)影響之大。
因此，近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，對(duì)耐磨材料、磨損機(jī)理、磨損理論等的研究引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛重視，并開展了深入細(xì)致的研究工作。1977年由美國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)發(fā)起的材料磨損國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議，得到了各國(guó)學(xué)者的廣泛參與，迄今已召丌了八屆。我國(guó)從1980年開始，由中國(guó)金屬學(xué)會(huì)耐磨材料學(xué)術(shù)委員會(huì)組織召開全國(guó)性金屬耐磨材料學(xué)術(shù)會(huì)議9次，組織召開專題研討會(huì)6次。舉辦全國(guó)性金屬耐磨材料學(xué)習(xí)班兩屆，共交流論文1000余篇。出版論文選集9集，收入論文近400篇。這充分說(shuō)明我國(guó)在近20年來(lái)，在抗磨技術(shù)，新型耐磨材料，新工藝與設(shè)備的開發(fā)、研制、磨損理論。磨損失效分析的研究以及磨損測(cè)試技術(shù)與試驗(yàn)裝置等取得了很大的進(jìn)展，促進(jìn)了我國(guó)耐磨材料科技領(lǐng)域的發(fā)展。
20世紀(jì)30年代以阿，國(guó)際上主要以ZGMnl3作為磨機(jī)襯板材料，后來(lái)，科研人員對(duì)ZGMnl3進(jìn)行了充分的研究，認(rèn)為高錳鋼是借助在強(qiáng)烈沖擊條件下，產(chǎn)生加工硬化，形成一層硬而耐磨的外層抵抗磨損。通常條件下，高錳鋼水淬后的表面硬度只有HBl80～220，借助強(qiáng)烈沖擊后，表面硬度可達(dá)HB495～535，甚至可達(dá)HB550。
由于工況不同，沖擊條件各異，在許多情況下，高錳鋼難以產(chǎn)生硬度高而又耐磨的立方馬氏體（￡）。在中低應(yīng)力沖擊載荷下，甚至不產(chǎn)生任何馬氏體轉(zhuǎn)變，使其耐磨性急劇降低。實(shí)際上，就磨機(jī)襯板而言，ZGMnl3的加工硬化性能并未能發(fā)揮出來(lái)，其耐磨性極差。經(jīng)過(guò)對(duì)失效零件檢查表面硬度，只達(dá)HRC24～35，根本沒(méi)有馬氏體轉(zhuǎn)變。
基于上述情況，多年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究人員花費(fèi)了大量精力，對(duì)ZGMnl3迸行各種處理，如通過(guò)細(xì)化ZGMnl3晶粒，以提高zGMnl3的位錯(cuò)密度，促進(jìn)向馬氏體轉(zhuǎn)化；降低含錳量，以降低ZGMnl3奧氏體的穩(wěn)定性，加速向馬氏體轉(zhuǎn)變等，ZGMnl3的抗磨性能也因此有了一定的改善，但在低應(yīng)力工況下仍無(wú)根本性的改變。國(guó)外在對(duì)ZGMnl3作系統(tǒng)研究分析中發(fā)現(xiàn)，ZGMnl3除上述在低應(yīng)力工況下抗磨性不足外，還有幾條致命弱點(diǎn)：（1）在磨機(jī)工況條件下，ZGMnl3易變形，易發(fā)生流變，拉斷緊固螺栓，造成襯板拆卸困難。作為隔倉(cāng)板、篦扳，由于其塑性流變，常使篦縫堵塞，變形。（2）ZGMnl3熱膨脹系數(shù)大，在大型水泥磨機(jī)上多次發(fā)生脹裂機(jī)殼現(xiàn)象。（3）ZGMnl3磨粒系非磁性，在磨粒中很難磁選出來(lái)，影響磨料質(zhì)量，降低產(chǎn)品品質(zhì)[“j。
實(shí)際上，由于上述種種原因，早在1980年以后，國(guó)外各類磨機(jī)襯板已禁止使用ZGMnl3。而高錳鋼主要用于制作大型破碎機(jī)齒板，主要利用高錳鋼的高韌性以確保運(yùn)行可靠。在我國(guó)，高錳鋼仍被當(dāng)作“萬(wàn)能耐磨材料”應(yīng)用于各類工況的抗磨件上，造成國(guó)內(nèi)的耐磨件使用期限僅為國(guó)外同類耐磨件的20％～40％，浪費(fèi)極為嚴(yán)重。國(guó)外對(duì)10種耐磨材料作了系統(tǒng)研究分析，推薦下列4種抗磨材料：中碳馬氏體鋼、高鉻白口鐵、鎳硬鑄鐵和高碳鉻鉬珠光體鋼。其中中碳馬氏體鋼已形成系列，供不同工況選用，從而節(jié)約了大量耐磨材料及費(fèi)用。冶金、礦山及水泥行業(yè)的球磨機(jī)襯板，出于沖擊力小，難于加工硬化，奧氏體錳鋼已逐漸為高鉻鑄鐵（鋼）、鎳硬鑄鐵及合金鋼所取代。我國(guó)也加強(qiáng)了新型耐磨材料的研制丌發(fā)和應(yīng)用，并先后研制成功了一些新型耐磨材料。
1）馬氏體耐磨鑄鋼 主要分水淬鋼和油淬鋼兩種，此外還采用風(fēng)冷淬硬。水淬鋼以ZG30CrMnSi為主。一般添加Ti、Mo等合金元素，以細(xì)化晶粒，增加淬透性。還采用RE（稀有會(huì)屬元素）變質(zhì)或RE復(fù)合變質(zhì)以增加耐磨鋼的韌性。此系列鋼可通稱為多元馬氏體制磨鋼，可制作各類磨機(jī)襯板及其它耐磨體。陔鋼種具有一定的韌性，硬度高，抗磨性好，而且磨屑可磁選，使用過(guò)程中不變形。此外，其合余元素含量少，故其成本低，價(jià)格便宜，使用可靠，壽命是普通高錳鋼的2～3倍，具有明顯社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
2）奧氏體耐磨鋼屬改性高錳鋼，通過(guò)降低錳含量（8％～10％），以降低奧氏體的穩(wěn)定性，加入Cr、Nb、Mo、Ti等碳（氮）化物形成元素以彌散析出耐磨硬質(zhì)點(diǎn)，達(dá)到增加抗磨性的目的。
3）高鉻鑄鐵（鋼）和中鉻鑄鐵（鋼） 中鉻鑄鐵主要用于中低等硬度物料磨損場(chǎng)合。高鉻鑄鐵其含鉻量往往大于15％～28％，硬度達(dá)到HRC60～67，耐磨性好，其使用壽命是高鎬鋼的3～4倍。
高硬度、高強(qiáng)度，消除脆性的高鉻鑄鐵組織以馬氏體和碳化物為主，含有少量的殘余奧氏體。適當(dāng)分布的殘余奧氏體，一方面具有加工硬化特性；另一方面，可阻礙裂紋的擴(kuò)展，從而提高材料的韌性。但因鉻、鉬等合金元素含量較高，成本高，售價(jià)也高，這在一定程度上限制了高鉻鑄鐵（鋼）襯板的應(yīng)用。
4）橡膠材料 近年來(lái)，國(guó)際國(guó)內(nèi)一些科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)相繼開發(fā)出多種橡膠襯板并應(yīng)用于生產(chǎn)。橡膠襯板具有重量輕，安裝方便，噪聲小，無(wú)鐵屑等特點(diǎn)，相信今后會(huì)得到更多的應(yīng)用
