鋼襯板失效機制為犁溝磨損與脆性剝落。防止高鉻鑄鋼襯板失效應(yīng)選擇合適的基體組織，提高沖擊韌性，以減少凹坑與裂紋的形成。+ 32球磨機是對物料進行粉碎的關(guān)鍵設(shè)備。它廣泛應(yīng)用于硅酸鹽制品，如，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑有色金屬選礦以及玻璃陶瓷等生產(chǎn)行業(yè)，主要用于對各種礦石和其他可磨性物料進行干式或濕式粉磨。球磨機襯板是球磨機筒體和進出料端蓋的保護板，其工作條件極為惡劣，要承受磨球、物料的沖擊和磨損。據(jù)統(tǒng)計，因球磨機襯板磨損而被迫停機的時間占總停機時間的50% 55% .隨著物料粉磨技術(shù)的快速發(fā)展，球磨機趨于大型化，對襯板材料的性能也提出了更高的要求。由于高鉻鑄鋼是一類既耐磨又耐蝕的材料，因而，高鉻鑄鋼襯板被大量采用，但是這種鑄鋼中的碳化物多以連續(xù)的、較大的網(wǎng)狀分布，脆性較大，容易造成高鉻鑄鋼襯板韌性不足，在使用過程中容易出現(xiàn)開裂問題，進而使球磨機的高鉻鑄鋼襯板失效，因此，正確選擇球磨機的襯板材料，防止襯板失效，提高襯板的使用壽命，有十分重要的意義。
1.高鉻鑄鋼襯板試驗數(shù)據(jù)試驗用高鉻鑄鋼襯板被分別安裝在2. 2 6. 5 m水泥磨及2. 4 13 m水泥磨的第一倉。為進行工業(yè)性能對比試驗，同時安裝了部分高錳鋼襯板。
2.高鉻鑄鋼襯板失效特征分析高鉻鑄鋼襯板失效形式有：磨損、裂紋、斷裂或破碎。在正常的情況下，襯板的主要失效形式是磨損。造成襯板斷裂的原因很多，就高鉻鑄鋼襯板來說有以下幾個方面：材質(zhì)選擇不當，冶煉、鑄造、熱處理工藝控制不當，襯板質(zhì)量不好，襯板形狀結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，安裝時襯板與磨機筒體不吻合，襯板緊固螺釘與螺釘孔安裝不合適，襯板緊固螺釘力矩過大或過小，磨機運轉(zhuǎn)時磨球空砸襯板，安裝時有開裂襯板未換下，運轉(zhuǎn)時開裂襯板掉下砸壞其他襯板。
注：高錳鋼襯板消耗量是指磨損至不能使用時，襯板原重量與生產(chǎn)水泥總重量的百分比；高鉻鑄鋼襯板消耗量則指被磨去20% （報廢）時，原重量占生產(chǎn)水泥總重量的百分比。
在本試驗中襯板有開裂現(xiàn)象，經(jīng)對化學(xué)成分、力學(xué)性能、金相組織及制造工藝方面進行檢查，認為造成開裂原因如下：
（ 1）襯板結(jié)構(gòu)不合理。階梯襯板塊大而薄，小端僅20 mm，太薄，經(jīng)計算知襯板的厚度至少需40 mm.波形襯板的緊固螺釘孔在波峰處，襯板在提升磨球與物料時，孔部沿運動方向承受拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋。不僅高鉻襯板孔部產(chǎn)生裂紋，同倉試驗的高錳鋼襯板孔部也產(chǎn)生了裂紋。
（ 2）高鉻鑄鋼襯板安裝與球磨機筒體吻合度低，由于沒有嚴格執(zhí)行安裝工藝，致使襯板由于架空被擊裂。因此，應(yīng)在高鉻鑄鋼襯板與球磨機筒體間添加2 mm橡膠石棉板襯墊，以保證接觸良好。
（ 3）磨球空砸襯板。如果采用碳素鋼球，則磨球磨耗大，約30 40天需甩球一次，且涮磨時間長，入球與甩球時磨球均空砸襯板，致使高鉻襯板開裂。如果采用高鉻磨球，則磨球磨耗小，約兩年甩球一次，平時只需添加少量大球，這樣磨球空砸襯板的機會較少。因此，使用高鉻鑄鋼襯板必須同時使用高鉻磨球。只有保持磨損副的匹配才能防止高鉻襯板被擊裂。
3磨損表面微觀形貌及磨損機制
3. 1磨損表面微觀形貌在掃描電鏡下觀察高鉻襯板磨損表層下的金相組織，發(fā)現(xiàn)有3種典型形貌：
（ 1）犁溝。犁溝寬而淺，且不連續(xù)，是由于低應(yīng)力劃傷形成的。
?。?2）凹坑。凹坑是由于碳化物脫落與基體碎裂形成的，呈各種形狀，許多小凹坑可以連接成大凹坑。
?。?3）裂紋。在舌狀凹坑的周圍形成徑向裂紋，在凹坑的底部產(chǎn)生二次裂紋，許多凹坑的裂紋連接在一起形成大裂紋。
3. 2磨損機制球磨機的合適轉(zhuǎn)速為n = 32D/ 2 r/ min（ D為磨機筒體有效直徑） .運轉(zhuǎn)時，磨球和物料受離心力及襯板的帶球作用被提升到一定高度，然后以拋物線軌跡呈瀑布狀落下。襯板在工作時周期性地承受磨球與物料的高應(yīng)力沖擊和低應(yīng)力劃傷的綜合作用。襯板的磨損（齒輪磨損功率失誤運算探討）機制有2種：
（ 1）犁溝磨損。襯板在磨球及物料的低應(yīng)力劃傷作用下產(chǎn)生犁溝。由于高鉻鑄鋼基體組織是強硬的隱針馬氏體，因此，犁溝淺而寬，并且由于在隱針馬氏體基體上分布著大量的共晶及二次碳化物，造成犁溝受阻而間斷或改變方向，形成了不連續(xù)的犁溝。
?。?2）脆性剝落。高鉻襯板組織是隱針馬氏體+共晶碳化物+二次碳化物+殘余奧氏體。在磨球與物料的高應(yīng)力沖擊作用下，襯板中的碳化物周圍產(chǎn)生顯微裂紋，在高應(yīng)力的重復(fù)沖擊作用下，顯微裂紋不斷擴展，在碳化物周圍形成徑向裂紋與層狀裂紋，在碳化物底部產(chǎn)生二次裂紋。裂紋的擴展使碳化物松動、剝落而產(chǎn)生凹坑。當徑向裂紋與層狀裂紋向前擴展相交時，基體被包割部分碎裂、剝落產(chǎn)生凹坑。小凹坑相連形成大凹坑，大凹坑內(nèi)的小裂紋連接成大裂紋。 2. 2 m及2. 4 m球磨機第一倉筒體襯板的磨損主要是犁溝磨損與脆性剝落。襯板承受的沖擊功為
式中， U為軸向襯板單位截面所受沖擊功（ J/） ； K為集中載荷系數(shù)，一般取2； N為襯板上可同時排落沖擊的研磨體個數(shù)； G為最大研磨體重量（ kg） ； H為研磨體最大降落高度（ m） ； F為每塊襯板的軸向截面積（ cm） ； R為研磨體中心回轉(zhuǎn)半徑
為研磨體在脫離點拋出的初速度（ m/ s） .
由此可見，襯板的載荷類型屬于多次重復(fù)沖擊能量，沖擊功與磨機直徑及襯板軸向長度上同時排落的磨球數(shù)成正比，與襯板的厚度成反比。大球磨機中襯板承受的沖擊功較大。當襯板承受沖擊功較大時，磨損機制以脆性剝落為主；當沖擊功較小時，則以犁溝磨損為主。與試驗結(jié)果一致。
4.結(jié)論
?。?1）高鉻襯板是球磨機主要磨損件之一。在正常情況下，磨損是高鉻襯板失效的主要形式。
?。?2）根據(jù)對襯板的工藝條件以及微觀形貌的分析，高鉻襯板磨損表面的主要特征是犁溝、凹坑與裂紋。高鉻襯板磨損機制為犁溝磨損與脆性剝落。高鉻襯板承受的沖擊功較大時，磨損以脆性剝落為主；承受的沖擊功較小時，磨損以犁溝為主。
（ 3）要提高高鉻襯板的使用壽命，就要選擇合適的基體組織，使材料獲得優(yōu)良的力學(xué)性能，特別是要提高沖擊韌性，以減少凹坑與裂紋的形成，增強抵抗脆性剝落的能力，減少磨損。
?。?4）實際磨損試驗表明，球磨機采用高鉻鑄鋼材料比高錳鋼材料使用壽命更長，高鉻鑄鋼襯板可以取代高錳鋼襯板。
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