淺談鋼球用鋼的推廣使用和發展

都知道耐磨鋼球是礦山上最大的易耗品之一，它就像一顆璀璨的明珠，隨著時代的變遷和進步，也在與時俱進，煥發出無限的生機與活力。

進入2000年后，國內外鋼球領域內的球磨機大型化發展日益明顯，大型化的球磨機、半自磨機方興未艾，礦山越來越注重了從整體發展戰略高度著眼，制定并完善多層次、多方位、多重點的礦山資源開發目標，不斷的擴大產能規模，加強了技術工藝的創新，采用高效節能的新技術、新設備、新工藝和新材料，及時淘汰高能耗、高污染、低效率的工藝和設備，這也為鋼球與世界的接軌創造了良好條件，就鋼球產業而言，國內的鋼球用鋼還是以中高碳、錳鋼為代表的碳結鋼或優質碳結鋼，這樣的鋼球品質已經不能滿足新型礦山、冶金等行業的研磨要求;而就在此時，國外的鋼球用鋼，以歐美、南美為代表的地區內已經成熟，并且在迅速發展，這就使得國內的鋼球專家們、耐磨材料領域的專家學者與國內一些大型的鋼廠（甚至研究院校）也在快速研發著，2005年前后，在中國就出現了與世界接軌的鋼球用合金結構鋼，從而，開啟了在耐磨鋼球領域里新的一頁，經過幾年的快速發展，工藝也日漸成熟和穩定，已經廣泛應用于礦山行業。下面的圖表（圖表一）是一組近三十年中，鍛（軋）鋼球所使用的材質主要的化學成分的對比數據：

從上面的化學成分表中，我們可以清楚地看到這樣幾個特點：

1、鍛（軋）鋼球生產所使用的鋼材材質成分有了顯著變化，如：含碳（C）量最為明顯且越來越高，這是為了獲取提高鋼球的表面硬度;鋼中的有害元素的S、P等控制越來越嚴且越來越低，這是為了減少鋼球在磨機使用的破碎率;鋼中的合金元素值Cr、Mn、Si等逐步提高且增長明顯，甚至還有一些微量元素也在添加，這是為了細化金屬內部組織，有利于鋼球耐磨性能的進一步提高;為了更明顯的體現耐磨性能的提高，金相分析更能充分說明這一點，下面圖表二可以看到不同材質的兩組化學成分所獲取的金相組織，也有著天壤之別;

洛氏硬度：芯部約HRC30，1/2R處約HRC35，表面約HRC57

40Cr材質由于合金元素含量低，導致φ100mm鋼球淬透性較差，內部組織及硬度隨距表面的距離變化而改變。鋼球表面為馬氏體組織，芯部主要為具有較細片層結構的珠光體+鐵素體組織，由于1/2R處淬火過程中冷卻速度比芯部快，所以1/2R處比芯部具有較多的珠光體組織。

洛氏硬度：芯部約HRC55，1/2R處約HRC60，表面約HRC63

75MnCr材質比40Cr材質具有良好的淬透性，B2φ100mm鋼球具有較高的整體硬度，內部基體組織為馬氏體，鋼球1/2R處和芯部由于冷卻速度低，組織中出現部分珠光體，由于1/2R處淬火過程中冷卻速度比芯部快，所以1/2R處比芯部具有較少的珠光體組織。

2、下面表格（圖表三）中說明的是鍛（軋）鋼球經過熱處理后，不單單從其表面看獲取硬度多少，不同的材質化學成分所獲取的五點硬度分布的狀況，可以看出，其表面硬度和體積硬度的變化尤為明顯，熱處理淬透層就可見一斑，碳素結構鋼明顯地反映出淬透層僅僅限于表面，深入鋼球內部硬度呈現逐步快速的降低，而合金結構鋼就有了很大的變化，尤其是75MnCr、60CrMo材質的鋼球，五點硬度分布均勻，更充分說明了鋼球耐磨性能的提高，適應了時代發展對鋼球質量提高的需求，下表格中以規格100mm鍛（軋）鋼球為例，鋼球經線切割剖解后，對其10*10mm芯條進行的從芯部到表面五點硬度測試分布的對比如下：

3、大家看到沒有，規格100mm鍛（軋）鋼球質量的變化非常的明顯，化學成分的優化提升是一個方面;第二個特點是鋼球性能的綜合結構提高，鋼球無論表面硬度，還是芯部硬度提高非常明顯，并且呈現從芯部到表面逐步階梯式提升，這就使得礦山用戶節能降耗效益顯現;最大的特點是“鋼球是有靈性的”不是一句空話，優質的鋼球是礦山的首選，綠色礦山的發展越來越看重的是“鋼球們”的“心里美不美”，這里凸顯的就是硬度，鋼球的表面硬度高低不能充分證明耐磨性能也是高的，只有鋼球的芯部硬度和表面硬度相差無幾或接近狀態才是“為最完美的”狀態，也就是說，就是要講究鋼球的“心里美”。

相信隨著綠色理念的深入發展，不但礦山領域新的開采方式、研磨辦法等在轉型提升，鋼球用鋼也將與時俱進，適應新時期市場的需求，鋼球工藝也必將跟上時代的步伐，為低碳、綠色礦山的發展做出應有的貢獻。

作者簡介：高玉和（1967.2）男，漢，山東濟南市章丘區，伊萊特能源裝備股份有限公司總經理，大專，伊萊特能源裝備股份有限公司，研究方向：從業三十年的鋼球專家，精通耐磨鋼球鍛造技術，擅長管理、銷售，山東濟南市章丘區250206。