耐磨钢球要加哪些元素才会更耐磨，具体点

说具体点，元素都要加多少

对于“材料磨损”目前尚无统一的定义。一般认为磨损是物体工作表面材料在相对运动中不断破坏或损失

的现象。而对于磨损的分类也有很多方法，若按磨损机制划分，可分为磨料磨损、粘着磨损、腐蚀磨损、冲蚀

磨损、接触疲劳磨损、冲击磨损、微动磨损等大类。在工业领域中磨料磨损和粘着磨损在工件磨损失效中占有

最大比例，而冲蚀、腐蚀、疲劳、微动等磨损失效方式由于往往产生在一些重要构件的运行中，故日益受到重

视。在工况条件下，往往是几种磨损形式同时或先后出现，磨损失效交互作用呈现较复杂的形式。确定工件磨

损失效的类型是合理选用或研制耐磨钢板的依据。另外，零、部件的磨损是一个系统工程问题，影响磨损的因素

很多，它包括工作条件(载荷、速度、运动方式)、润滑条件、环境因素(湿度、温度、周围介质等)、材料因素

(成分、组织、力学性能)、零件表面质量及物理化学特性等。其中每个因素的改变都可能使磨损量改变，甚至

使磨损机制改变。由此可见，材料因素只是影响工件磨损的因素之一，要提高钢件的耐磨性需要从特定条件下

的摩擦、磨损系统整体着手才会取得预期的效果。                                                    

                                                                 

     简史耐磨钢板作为一种专用钢大约始于十九世纪后半叶。1883年英国人哈德菲尔德(R0.A0.Hadfield)首先

取得了高锰钢的专利，至今已有100多年的历史，高锰钢是一种碳含量和锰含量较高的耐磨钢板，这个具有百余

年历史的古老钢种，由于它在大的冲击磨料磨损条件下使用时具有很强的加工硬化能力，同时兼有良好的韧性

和塑性，以及生产工艺易于掌握等优点，因此，目前它仍然是耐磨钢板中用量最大的一种(尤其是在矿山等部门)

。近几十年来，低、中合金耐磨钢板的开发与应用发展很快，由于这些钢具有较好的耐磨性和韧性，生产工艺较

简单，综合经济性合理，在许多工况条件下适用，而受到用户的欢迎。为了适应矿山采运机械与工程机械发展

的需要，所研制的高硬度耐磨钢板板，20世纪70～80年代在国际上已形成系列并标准化。这类钢是在低合金高强

度可焊接钢的基础上发展起来的，它们一般采用轧后直接淬火并回火，或实行控轧、控冷工艺进行强化，可节

约能源，且合金元素含量低，价格较便宜，但硬度高，耐磨，工艺性能尚可，由于具有了这些优点使这类耐磨

钢板很受用户欢迎。日、英、美等国的一些钢铁公司都生产这类耐磨钢板。

分类耐磨钢板种类繁多，大体上可分为高锰钢，中、低合金耐磨钢板，铬钼硅锰钢，耐气蚀钢，耐磨蚀钢以及特殊

耐磨钢板等。一些通用的合金钢如不锈钢、轴承钢、合金工具钢及合金结构钢等也都在特定的条件下作为耐磨钢板

使用，由于它们来源方便，性能优良，故在耐磨钢板的使用中也占有一定的比例。  

中、低合金耐磨钢板这类钢中通常所含的化学元素有硅、锰、铬、钼、钒、钨、镍、钛、硼、铜、稀土等。美国

很多大中型球磨机的衬板都用铬钼硅锰或铬钼钢制造，其化学成分见表1。而美国的大多数磨球都用中、高碳

的铬钼钢制造，其化学成分、热处理和硬度见表2。在较高温度(例如200～500℃)的磨料磨损条件下工作的工

件或由于摩擦热使表面经受较高温度的工件，可采用铬钼钒、铬钼钒镍或铬钼钒钨等合金耐磨钢板，这类钢淬火

后，经中温或高温回火时，有二次硬化效应。表3中列举了中国用于制造球磨机衬板的硅锰、铬锰硅钼、铬锰

钼系低、中合金耐磨钢板的化学成分及应用范围。

　　铬钼钒锰钢高碳铬钼钒锰钢在用于制造水泥磨机粗磨仓衬板时表现出较高的耐磨性。这类钢的化学成分及

磨料磨损试验结果见表4。表中以奥氏体高锰钢的耐磨性为1，比较各种成分钢的相对耐磨性。


　　表4 高碳铬钼锰钒钢的化学成分及相对耐磨性


　　应用耐磨钢板广泛用于矿山机械、煤炭采运、工程机械、农业机械、建材、电力机械、铁路运输等部门。例

如，球磨机的钢球、衬板、挖掘机的斗齿、铲斗，各种破碎机的轧臼壁、齿板、锤头，拖拉机和坦克的履带板

、风扇磨机的打击板，铁路辙叉，煤矿刮板输送机用的中部槽中板、槽帮、圆环链，推土机用铲刀、铲齿，大

型电动轮车斗用衬板，石油和露天铁矿穿孔用牙轮钻头等等，以上所列举的还主要限于属于经受磨料磨损的耐

磨钢的应用，而各种各样的机械中凡是有相对运动的工件问，皆会产生各种类型的磨损，都会有提高工件材料

耐磨性的要求或要求采用耐磨钢板，这方面的例子则不胜枚举。矿石和水泥磨机中使用的研磨介质(球、棒和衬

板)是消耗量很大的钢铁磨损件。在美国，磨球大多数是用碳素钢和合金钢锻造或铸造的，它们占磨球总消耗

量的97％。在加拿大，消耗的磨球中钢球占81％。据80年代末统计，中国每年消耗磨球约80～100万t，全国磨

机衬板的年消耗量近20万t，这其中绝大多数为钢制品。中国煤矿用刮板输送机中部槽每年要消耗6～8万t钢板

。


　　生产工艺耐磨钢板都是用电炉或转炉冶炼的，产品以铸件为多，近年0.来，锻、轧等热加工材正在增多。在

一般机械中使用的耐磨钢板件的生产方法与其他工件并没有太大的区别，只是在热处理工艺或表面处理工艺方面

应有所要求，以达到保证耐磨性的需求。对于那些材质冶金纯净度显著影响耐磨性的钢件应采取精炼措施，并

对有害杂质和气体提出限量要求。除基体外第二相的数量、形状和分布往往对钢件的耐磨性能有重大影响，此

时需要从钢的化学成分设计、冶炼、热加工、热处理(含热机械处理)等等方面统筹考虑，以便从冶金因素方面

力争达到提高耐磨性的要求。


　　表面强化技术磨损是发生在工件表面的过程，因此，强化工件表面就显得十分重要。钢的表面强化技术有

着悠久的历史，例如，渗碳技术至少可以追溯到两干多年前中国的汉朝，而一千多年前的中国史书中已有关于

碳氮共渗工艺的记载。近几十年来，各种各样的表面强化技术与装备发展迅速，采取必要的表面强化及表面改

性措施，不仅可以节约大量的原材料，而且可以赋予工件表面层以各种特殊的、作为整体材料难以得到的组织

结构与性能，从而取得最优异的耐磨性能和巨大的经济效益。如今，表面强化技术已成为耐睹钢(包括耐磨材

料)的研究与应用的一个重要发展方向。


　　近年来钢铁材料的表面强化(润化)技术发展很快，有关新技术、新工艺层出不穷，针对不同需要可以选择

不同的表面强化技术来提高钢件在各种类型磨损条件下的耐磨性，以价格较低廉的基体材料制作工件取代昂贵

的合金钢。渗碳、碳氮共渗、渗氮等工艺目前仍然是强化机械零件的主要措施，采用共渗、复合渗、渗硼、渗

金属、喷焊、堆焊、气相沉积、电刷镀、离子注入等工艺在不同机件的各种工况条件下都取得了提高耐磨性的

明显效果。此外，铸渗、复合铸造等铸造工艺在耐磨钢板件的制造中也有应用。

表一再哪

cr  和ni  具体看情况而定

含量一般在0.8百分比左右

钢球材料的研发，一般是用GCR15材料，但是这么添加微量元素，添加什么成分，添加多少量，这个一般是国外轴承厂家的核心技术与机密之一。我访问过THK公司，大概有10多个工程师就是做这个试验，天天研究的内容就是添加什么，添加多少量，做丝杠和滚珠的材料不断的更新，研究出更高效耐磨的材料！

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