BTMCR8高铬抗磨铸铁
的全面技术解析，涵盖物理性能、材料优势、化学成分、供应形式及工业应用，满足1600字深度分析需求。

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BTMCR8材料概

BTMCR8

（标准牌号

KmTBCr8

）是一种

过共晶高铬抗磨白口铸铁

，专为极端磨料磨损工况设计。其核心特性在于通过高铬（Cr）、高碳（C）成分形成高体积分数碳化物（≥40%），同时优化基体韧性，在矿山、水泥、电力等行业中显著提升耐磨部件寿命

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一、化学成分与合金设计

BTMCR8的化学成分以

高碳高铬为骨架

，辅以钼、铜等元素增强综合性能：


元素


含量范围（wt%）


核心作用

碳 (C)

2.8~3.6

形成M₇C₃型碳化物，提供超高硬度

铬 (Cr)

7.0~10.0

主导碳化物类型，提升耐蚀性与抗氧化性

钼 (Mo)

0.5~2.0

细化晶粒，抑制高温软化

铜 (Cu)

0.5~1.5

增强基体韧性，改善淬透性

锰 (Mn)

≤1.0

稳定奥氏体，减少热裂倾向

硫/磷 (S/P)

≤0.05

严格控制杂质，避免脆性相析出

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合金设计亮点

：



  • Cr/C比控制在7.6~8.1

    ，确保碳化物以

    M₇C₃

    为主（硬度HV 1300-1800），而非低硬度的M₃C₂；
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  • 添加

    钼、铜

    抵消高碳化物体积（40%~50%）对韧性的负面影响，冲击韧性达

    4~5 J/cm²

    （无缺口试样），优于传统亚共晶高铬铸铁。
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二、物理性能与核心优势


1. 物理性能数据


性能参数


数值范围


测试条件/标准

硬度

64~67 HRC

淬火态（洛氏硬度）

冲击韧性

4~5 J/cm²

无缺口试样（10×10×55 mm）

密度

7.4~7.6 g/cm³

室温

热导率

20~25 W/(m·K)

20~500℃

热膨胀系数

10.5~12.0×10⁻⁶/℃

20~400℃

高温硬度保留率

≥85%

500℃环境（vs 室温）

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2. 材料核心优势



  • 超耐磨性

    碳化物体积分数≥40%，形成连续耐磨骨架。在铝土矿浆料输送（含固量70%）中，寿命达

    2,000~2,600小时

    ，较BTMCr26（亚共晶）提升

    2倍以上

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  • 高温稳定性

    钼元素延缓碳化物粗化，在500℃下硬度保留率＞85%，适配锅炉除渣机叶片、水泥立磨辊套等高温场景；


  • 抗腐蚀磨损协同

    高铬基体（Cr≥7%）形成钝化膜，耐受弱酸（pH 3~5）、含碱浆料腐蚀，在氧化铝碱液输送中无点蚀失效；
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  • 抗冲击韧性突破

    通过碳化物尺寸控制（25~60 μm）和铜韧化基体，冲击韧性达4~5 J/cm²，适用于中低冲击工况（如球磨机衬板）。
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三、微观组织与耐磨机理

BTMCR8的耐磨性源于

多相复合结构

：



  • 初生碳化物

    ：板条状M₇C₃（尺寸25~60 μm），作为主要抗磨屏障；


  • 共晶碳化物

    ：菊花状M₇C₃填充晶界，阻断磨粒侵入路径；


  • 基体组织

    ：马氏体+残余奥氏体，提供韧性支撑并吸收冲击能量。
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磨损防护机制

：



  1. 硬质相抵御切削

    ：高硬度碳化物（HV 1300-1800）抵抗石英砂（HV 1000~1200）等磨料嵌入；


  2. 基体韧性防剥落

    ：韧化基体抑制碳化物因冲击导致的断裂与脱落；


  3. 腐蚀-磨损协同防护

    ：钝化膜减少电化学腐蚀，降低磨粒与基体的化学粘附。
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四、供应形式与工艺控制


1. 主要供应形式


形式


规格范围


适用场景

铸造件

定制化（叶轮、衬板、轧辊）

渣浆泵过流件、矿山破碎机

冷拉圆钢

Φ6~500 mm，长度0.5~30 m

耐磨轴类、辊套修复料

板材

厚度0.5~80 mm

耐磨衬板、输送机刮板

复合管衬

壁厚10~50 mm

化工浆料输送管道


2. 关键工艺控制点



  • 铸造工艺

    • 采用

      封闭分散式浇注系统

      +过滤网，减少夹渣与冷隔；
    • 冒口设计参照铸钢件原则（模数＞补缩部位），配合铬铁矿砂冷铁防缩松；
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  • 热处理工艺



    • 淬火

      ：950~1,000℃油冷，形成高硬马氏体基体；


    • 回火

      ：200~300℃缓冷，消除应力并平衡韧性；
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  • 缺陷控制

    • 添加

      Nb/Ti/V变质剂

      细化碳化物；
    • 修磨选用

      锆刚玉砂轮

      （低进给量），避免磨削裂纹。
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五、工业应用场景与效益

BTMCR8专为

高磨蚀+中低冲击

工况设计，典型应用包括：


行业


关键部件


寿命对比


失效模式适配性


矿山

球磨机衬板、颚板

较高锰钢提升2~3倍

抗石英岩冲击磨损


水泥

立磨辊套、破碎机锤头

＞12个月（24小时连续运行）

耐受熟料研磨热应力


电力

磨煤机辊套、除渣叶片

较Cr26材质提升100%

抗煤粉冲刷+高温氧化


氧化铝

渣浆泵叶轮、蜗壳

2,000~2,600小时

耐碱腐蚀+矿石磨蚀


经济效益

：以渣浆泵叶轮为例，BTMCR8替换Cr26后，年维护成本降低

45%

，设备停机时间减少

60%

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六、技术挑战与发展方向


1. 当前局限



  • 高冲击适应性不足

    ：碳化物偏析导致厚壁件（＞150 mm）冲击韧性降至3 J/cm²以下；


  • 加工成本高

    ：硬度＞64 HRC需专用刀具（如陶瓷刀片），机加工效率低。
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2. 创新方向



  • 复合强化技术

    添加

    稀土（La/Ce）


    纳米碳化钒

    ，进一步细化碳化物至15~30 μm，冲击韧性目标＞7 J/cm²；


  • 梯度结构设计

    通过局部热处理实现“表面高硬（＞65 HRC）+芯部高韧（冲击＞10 J/cm²）”，扩展至高冲击领域（如破碎机锤头）；
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  • 近净成形工艺



    离心铸造+硅溶胶精密铸造

    ，解决复杂流道件（如叶轮）的缩松缺陷，材料利用率提升30%。
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结语

BTMCR8凭借

“高体积碳化物+韧化基体”

的协同结构，在工业抗磨领域实现了硬度与韧性的突破性平衡。其64~67 HRC的硬度与4~5 J/cm²的冲击韧性，为高磨蚀工况提供了兼具长寿命与经济性的解决方案。未来，通过稀土细化、梯度设计等技术创新，BTMCR8有望在核电渣浆泵、深海采矿设备等高端场景实现更广泛的应用，持续推动抗磨材料的技术革新。