NM360材料在物流输送设备上的应用研究

王梦鹿 姬莉 张虹

摘要：低合金高强度耐磨钢具有高硬度和耐磨性，适用于各种磨损条件。选用焊接方式可以很好地解决NM360硬度大、折弯加工困难的工艺问题。文章研究NM360材料在物流输送设备上的应用，结果表明，NM360钢替代Q235A钢制造物流输送设备上的衬板，可以大大提高物流设备的耐磨性能。

关键词：耐磨钢；输送机；焊接工艺；NM360；衬板

现代物流系统的基础设施中有许多机械设备，它们在货物的运输、装卸和存储过程中不可避免地会发生磨损，尤其是摩擦磨损，其中以物料输送设备的摩擦磨损最为严重。一般输送设备会通过加装耐磨衬板的方法减缓物料输送中的摩擦磨损，但衬板时常因磨损严重，导致更换频繁，消耗量非常大，浪费大量的材料和维修工时，甚至会造成对设备的损害。虽然有高铬铸铁、高锰钢、不锈钢等高耐磨材料，但考虑到成本及维修等因素，还不能成为衬板材料的主流。

NM360是一种低合金高强度耐磨钢，制造、安装、维修成本低廉，但具有高的强度、韧性及耐磨性等优异性能，不仅可以提高耐磨衬板的寿命，而且可以通过合理设计，减少衬板的厚度，降低材料的使用量，提高生产效率，降低生产成本，具有良好的推广价值。

本研究通过对比耐磨钢NM360和Q235B衬板的性能、价格和磨损寿命，分析了NM360衬板的性能和经济性，为日后衬板材料的改进提供了方向。

1 NM360与Q345材料特性比对

Q345是一种低合金碳素结构钢，冷冲压性能，焊接性能和可切削性能好，广泛应用于桥梁、车辆、船舶、建筑、压力容器等制造。NM360低合金高强度耐磨钢具有高硬度和耐磨性，适用各种工况下的大型钢结构件，可以满足多种耐磨工况。两种材料有许多不同之处，适用场合也不同。

1.1化学成分的比较

材料的耐磨性与材质本身的强度、硬度、塑性、韧性都有关，想要提高耐磨性，就要提高材料的综合机械性能。两种材料的化学成分比较如表l所示，可以看出，NM360含有铬、钼、硼等多种合金元素，可以有效提高材料的综合机械性能，保障其耐磨性。

1.2热处理工艺及金相组织的比较

Q345钢板热处理状态为AR（普通热轧），组织为F+P（铁素体+珠光体）（见图1）；NM360钢板热处理状态为Q+T淬火+回火，组织为回火马氏体（见图2）。马氏体较铁素体的硬度高，且回火马氏体具有良好的强韧性、较高的硬度和耐磨性，耐磨件热处理应力较小。

1.3机械性能

NM360的抗拉强度比q345高许多，可以达到l100 MPa以上（见表2）。多种合金元素的添加保证了NM360耐磨钢可以在较低的含碳量下达到很高的强度，硬度可达HBW330～390，使其具有较高的综合性能。

2 NM360的焊接工艺

与普通Q235钢不同，NM360的焊接需要焊前预热，焊接过程中需要控制层间温度，焊后需要石棉保温缓冷。焊接时采用相对较小的焊接线能量（较小的焊接电流），一方面防止温度过高出现组织晶粒粗大导致组织性能下降，另一方面也减小焊道过热产生的焊接变形。选用CO2气体保护焊进行焊接，具体的CO2气保焊焊接工艺参数如表3所示。焊后采用

NM360钢焊接热影响区100倍和500倍金相照片如图4所示，其组织是针状铁素体（AF）+粒状贝氏体（BG）。针状铁素体的形成比侧板条铁素体形成温度更低些，约在500℃附近，在中等冷却速度才能得到，它在原奥氏体晶内以针状分布，一般认为在焊缝屈服强度不超过550 MPa，硬度在175～225 HV时，AF是可显著改善焊缝韧性的理想组织，AF的比例增加时，有利于提高焊缝金属的韧性，故希望尽可能获得最多的AF组织。

3 Q345与NM360衬板的使用情况比对

3.1使用寿命

根据物流输送设备的实际运行情况，确定衬板磨损严重部位，并对检测位置进行标记。分别对新安装完NM360材料衬板和相对应Q345钢衬板的易磨损部位定期测量厚度，耐磨钢NM360和Q345钢材的易磨损位置，每种材料至少确定3处测量点，每个测量点位置使用测厚仪检测3次，取平均值作为该钢板的厚度值。连续监输送设备运行情况，记录两种衬板的使用磨损情况，统计数据并整理。经过多月相同物料输送工作的检验，在设备运行正常的情况下，得出磨损数据。

根据磨损情况的数据和测量时间，可以计算出，相同时间内NM360耐磨钢板的使用寿命是Q345钢板的2.9倍。

3.2作业效率

NM360耐磨钢的使用寿命是Q345钢的3倍以上，可节省两倍的检修更换备件的时间，从而有效提高作业效率。

3.3经济效益分析

输送设备衬板更换为NM360钢后与原来的Q235钢板相比较，使用寿命提高将近270%，同时解决了NM360钢的焊接工艺和钢结构制造工艺的问题。按照现场技术改造数据测算，衬板由Q345普通钢板更换为NM360耐磨钢后，使用寿命延长为普通钢板的3倍以上。

4 结语

新型NM360耐磨钢在物流输送设备上的应用，取得了良好的经济效益。如果能在物料输送作业中得到推广，一定会带来更大的社会效益。

[參考文献]

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