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我国每年在冶金矿山、建材工业、电力工业、机械工业、农业机械、国防工业以及航空、航天等领域的消耗掉的抗磨材料约有200百万吨。尤其在冶金矿山行业,大口径自磨机或半自磨机的大量应用,需求大量高性能的抗磨材料,国内尽管抗磨材料领域成果辈出,但大口径自磨机半自磨机的衬板材料方面还不能满足要求,衬板还是以进口为主,亟待解决高性能、长寿命的衬板制备难题。本文以大口径半自磨机的衬板材料为应用目标,在以往研究的多元微合金化高合金抗磨铸铁的基础上,详细研究分析了钒、钨、钛等合金元素在抗磨材料中作用,从而为开发半自磨机衬板打下基础。本文通过SEM、EDS、XRD、OM及冲击韧性测试、宏观、显微硬度测试、冲击磨料磨损试验等实验手段研究分析了钒、钨、钛等元素对抗磨铸铁铸态和热处理态组织、性能和耐磨性的影响;实验结果分析表明:钒对铸态以及热处理后抗磨铸铁组织均有明显的细化作用,钒的碳化物以VC、V2C为主,试验参数范围内随着钒含量的增加,铸态组织硬度一直上升,热处理态硬度也呈现相似规律,本实验条件下在钒含量为1.8%时硬度达到最高值,耐磨性也最好。钨在抗磨铸铁中的碳化物以W3C、WC1-x为主,随着钨含量的增加,铸态抗磨铸铁的硬度值逐渐增大,而热处理态下,钨含量达到0.8%时,宏观硬度最高(HRC 61.5),且抗磨铸铁的耐磨性能最好。随着含Ti量的增加,使得基体组织逐渐细化,钛的碳化物以TiC为主,试验参数范围内,随着Ti含量的增加,铸态组织以及热处理态组织硬度均随着Ti含量的增加而增加,在钛含量为1.6%时硬度最高,且此时抗磨铸铁的耐磨性能是最好的。选取以上三种合金元素最佳数值,热处理工艺选取1020℃淬火两小时空冷,250℃回火四小时制备该材料,该材料在本溪钢铁集团得到了应用,跟高锰钢相比,耐磨性得到了很大的提高。