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颚式破碎机颚板作为破碎机的核心部件,它受到撞击和物料冲刷的双重作用,工况多为中、高冲击载荷和循环变形与疲劳作用,磨损程度较高。铸造高锰钢的铸造缺陷和马氏体耐磨钢低韧性的缺点大大降低了颚板的工作效率。热轧工艺可在保证高塑韧性的同时有效解决受铸造工艺局限性带来的组织疏松、缩孔、晶粒粗大等缺陷的影响。本文以热轧奥氏体高锰耐磨钢(Mn13钢)为实验材料,针对破碎机复杂的工况条件,以滑动磨损、磨料磨损、冲击磨料磨损的形式开展磨损实验综合评价其耐磨性能,并利用扫描电镜、X射线衍射仪、透射电镜等,分析了磨损机理和硬化机制。滑动磨损试验表明,与B-Hard400钢和B-Hard500钢相比,除了高载荷干摩擦和低载荷煤泥粉的工况Mn13钢的耐磨性表现的更为优秀,干摩擦时磨损机理主要表现为犁沟和疲劳剥落磨损,以煤泥粉和石英砂为磨料时磨损机理主要表现为犁沟切削和凿削切割的破坏机制,高载时还存在煤泥粉的碾压粘着膜;磨料磨损试验表明,Mn13钢的耐磨性在以硬质颗粒(煤矸石、石英砂)为磨料的情况下较好,加工硬化效果明显,煤泥粉磨料磨损的机制表现为微观切削并伴随局部的疲劳剥落,以煤矸石为磨料的磨损机制为微观切削,伴随挤压剥落和局部区域的疲劳剥落,以石英砂为磨料的磨损机制则为典型的凿削磨损和微观切削。在冲击磨料磨损试验中,1-8J冲击功下Mn13钢的磨损量走势呈“M形”,在2J和5J时磨损量最大,4J和7J时磨损量最小,最佳冲击功工况为3.5-4.5J和6-7J。在2J、4J、5J和7J的冲击功下,随着冲击次数增多,磨损量逐渐增大。在中、高冲击功条件下Mn13钢的硬化层厚度可达3500μm以上,最高达6500μm。从磨损亚表层的金相组织中均可以观测到形变孪晶的存在,随着冲击功提高在局部晶粒内生长的孪晶密度增大。切削、塑变、凿削和疲劳剥落是Mn13钢冲击磨料磨损的主要机制,随着冲击功的提高加工硬化程度得到提升,切削痕变少疲劳剥落坑增多。在中冲击功的作用下,孪晶和位错的交互作用是主要的硬化机制,少量相变ε(hcp)起辅助作用;在高冲击功的作用下,主要硬化机制为高密度孪晶条带互相交割使奥氏体组织细化为微晶甚至纳米晶,碳化物析出、α(bcc)相变等起辅助硬化作用。