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矿山机械用钢
矿山机械用钢——板材 / 管材 / 棒材（含型材）
Meta Title（≤60）：矿山机械用钢 | 耐磨钢板 高强板 合金棒材 精密管 综合指南
Meta Description（≤160）：面向矿山机械的板材、管材、棒材与型材全解析：工况与要求、材料体系、尺寸分布、表面工程、质量控制与订货要点。
Keywords：矿山机械用钢、耐磨钢板、NM400、Hardox、S690QL、42CrMo、高锰钢、精密液压管、矿浆耐磨管、陶瓷内衬、WPS/PQR、UT 检测、QPQ、EN 10305、API 5L
1) 工况与总体要求
矿山机械长期处于强磨蚀、高冲击、重载疲劳、潮湿腐蚀和粉尘泥浆等极端环境。常伴随低温、高温、频繁启停冲击、扭振与点蚀。材料选型需兼顾以下几点：
• 耐磨性（滑动、冲刷、冲击磨损）
• 强度与刚度（屈服、抗拉、挠度控制）
• 冲击韧性与低温韧性（常见工况在 -20℃至 -40℃）
• 焊接与可制造性（低氢焊材、预热与层间温度控制、矫形与回火工艺）
• 防腐与表面工程（涂层、内衬、堆焊、复合）
矿山机械长期处于高冲击、高磨蚀、重载疲劳、粉尘/泥浆/湿腐蚀、低温或高温等严苛环境。材料需在以下典型工况下稳定工作：
• 强磨损：矿石冲刷、滑动磨损（料斗/溜槽/衬板/输送系统）。
• 高冲击：破碎、装载、铲斗齿座、锤头、衬板冲击载荷。
• 重载疲劳与扭振：传动轴、卷筒轴、回转支承座、车架梁。
• 压力/密封：液压系统管路与缸筒、油气管路。
• 环境腐蚀：湿度大、含氯离子泥水、露天雨雪、低温冷脆。
材料体系总览（按部件功能）
• 高强结构承载件：车架/动臂/底盘梁 → 高强板 Q460–Q960、S690QL/QL1、ASTM A514（T1）。
• 耐磨件：料斗/铲斗/衬板/筛板 → NM400/450/500、Hardox® 400/450/500、堆焊/双金属复合板。
• 高锰抗冲击件：颚板、衬板、锤头 → Mn13、Mn13Cr2、Mn18。
• 轴类/齿类：传动轴、销轴、齿轮、卷筒 → 42CrMo/42CrMo4、34CrNiMo6、40Cr、EN GJS 球铁替代件。
• 液压系统：缸筒/活塞杆/高压管 → E355/E470（EN 10305-1/-2/-4）、25MnV、20CrMo、QT + 内孔珩磨；活塞杆 42CrMo + 高频淬火/镀铬/镀镍铬。
• 输送/浆体管路：API 5L L245–L415 或 Q345B/C，橡胶/陶瓷/聚氨酯内衬、或金属复合耐磨管；弯头可用厚壁铸耐磨（Cr-Mo）或感应弯+内衬。
• 不锈/双相/耐蚀（湿法选矿、浮选药液、腐蚀区）：304/316L、2205/2507、904L；酸洗与药液线可用 Ni 基合金（C-276、625）关键段。
2) 钢板（Plate / Sheet / 复合耐磨板）
耐磨钢板
典型材质：NM400、NM450、NM500、NM600；Hardox® 400/450/500；GB/T 24186
性能要求：高硬度（HBW 360–600）、优良抗冲击磨损、具备必要韧性
尺寸分布：t 6–50 mm（常见 8–40 mm），最高可至 80 mm
应用范围：料斗、铲斗、刀板、推土机刀片、破碎机衬板、溜槽、导料板、筛板
高强结构板
典型材质：Q460D/E、Q690D/E；EN 10025-6 S690QL/QL1；ASTM A514
性能要求：屈服 ≥460/690 MPa；-20/ -40℃ 冲击合格；焊接性好
尺寸分布：t 10–120 mm；宽 ≤3200–4200 mm；长 ≤18 m
应用范围：矿用车架、动臂、底盘梁、提升机、栈桥结构
高锰钢
典型材质：Mn13、Mn13Cr2、Mn18
性能要求：显著加工硬化，耐强冲击
尺寸分布：铸件或厚板定制
应用范围：颚板、冲击衬板、破碎机耐冲击件
复合耐磨板
典型材质：堆焊双金属（碳钢+Cr₇C₃）、爆炸/轧制复合（不锈/镍基覆层）
性能要求：适用于极端磨蚀+腐蚀复合环境的长寿命
尺寸分布：基板 8–30 mm + 覆层 3–10 mm
应用范围：高磨蚀+腐蚀区溜槽、转运站衬板
制造要点：高强/耐磨板焊接用低氢工艺，严格控制预热/层间/热输入；厚板与异材焊需 WPS/PQR 评定。切割宜用等离子/激光+磨边，降低 HAZ 脆化。
3) 棒材与型材（Bars & Sections / 锻件）
合金结构钢圆棒
典型材质：40Cr、42CrMo/42CrMo4、34CrNiMo6、CK45
性能要求：高强度/高韧性/抗疲劳；Q+T 调质；可表面感应淬火（HRC 50–60）或渗碳渗氮
尺寸分布：φ 20–300 mm（锻件可更大）
应用范围：主轴、卷筒轴、销轴、齿轮坯、轮缘
工具/特种钢与高锰钢
典型材质：ZGMn13/Mn18；高铬铸钢
性能要求：极高耐磨与冲击硬化能力
尺寸分布：按铸/锻形状供货
应用范围：破碎锤头、颚板、耐冲击件、磨球、钻具、钎具
型钢（H/I/U/角）
典型材质：Q345B/C/D、S355J2、S460
性能要求：结构稳定、焊接性好
尺寸分布：截面高 100–600 mm
应用范围：矿井支护、设备基础、大型钢结构、走道/栈桥梁柱
锻件与中空轴
典型材质：42CrMo、34CrNiMo6
性能要求：自由/模锻 + Q+T，承受重载与扭矩
尺寸分布：按图纸定制
应用范围：重载联接、回转支承座、轮毂
要点：轴/销轴常用 42CrMo Q+T + 表面淬硬；齿轮常用 20CrMnTi 渗碳或 42CrMo Q+T + 表面淬火。大型锻件建议 UT 100% 二级或更高。
4) 管材（Pipes / Tubes）
功能分类：
• 结构与工艺管：机架、滚筒、输送架、行走系统骨架。
• 液压高压管与缸筒：支架与工作装置；需高洁净度与内孔精度。
• 矿浆/尾砂/排水/通风管：大流量、强磨蚀或常压大口径，常用内衬或非金属。
结构管（热成型）
典型材质：Q345B/C、S355J2H（EN 10210）、ASTM A500
性能要求：强度/焊接性/抗弯扭
尺寸分布：OD 60–1016 mm；WT 4–40 mm；L 6/12 m
应用：滚筒壳体、桥架、支撑
精密无缝/液压管
典型材质：EN 10305-1/-2/-4（E355/E470）、GB/T 3639；20CrMo、25MnV（高压）
性能要求：高承压，内孔珩磨 H8–H10，直线度/清洁度高
尺寸分布：缸筒内径 40–500 mm；WT 6–50 mm；管路 OD 6–114 mm
应用：液压缸筒与管路、蓄能器
矿浆/尾砂耐磨管
典型材质：Q345、API 5L；内衬橡胶/PU/陶瓷/金属复合
性能要求：极高耐磨+抗冲击；法兰/沟槽连接
尺寸分布：OD 159–610 mm；WT 8–40 mm（厚壁）
应用：精/尾矿浆输送；弯头/三通需加厚或陶瓷内衬
排水/通风大口径管
典型材质：HDPE、FRP、焊接钢管（可内衬）
性能要求：轻质耐腐、流量大、易安装；低压/常压
尺寸分布：DN 400–2000+
应用：井下通风、主排水干线
防护：外壁环氧/环氧富锌/聚脲/热喷锌；内壁按介质选橡胶/PU/陶瓷/搪瓷/金属复合。弯头与三通为磨损热点，建议厚壁或陶瓷内衬件。
5) 尺寸分布特点（偏厚/偏大/两极化）
• 厚板/特厚板占比高：10–80 mm 常见，关键节点可达 120 mm。
• 大口径管显著：通风/排水 DN 400–2000+；矿浆管 OD 159–610 厚壁。
• 棒材直径偏大：轴/销/轮毂多为 φ 60–200 mm，关键轴可 > φ 300 mm。
• 液压件两极化：管路小口径薄壁精密；缸筒中大口径厚壁且高精度内孔。
6) 表面工程与内衬方案
• 耐磨：堆焊双金属（Cr₇C₃）、热喷涂碳化钨、喷焊合金层；可模块化可更换衬板。
• 防腐：环氧/环氧富锌+面漆、FBE、聚氨酯、热喷锌；湿法区可用不锈/双相覆层或金属复合。
• 管内衬：橡胶/PU 降低颗粒冲刷与噪声；陶瓷片/陶瓷涂层应对极端磨耗；金属复合适合磨蚀+腐蚀并存。
• 活塞杆：镀硬铬/镀镍铬 + QPQ，兼顾耐磨与抗蚀。
7) 质量控制与验证
• 化学与洁净度：炉前/光谱分析，低 P/S，夹杂评级。
• 力学性能：屈服/抗拉/延伸、冲击（-20/ -40℃）；耐磨板做 HBW 硬度。
• 几何与内孔：珩磨管 H8–H10，直线/椭圆度控制；板材平整与残余应力。
• NDT：UT（板/轴/焊缝）、MT/PT（表面）、RT（焊缝）。
• 压力与密封：液压管/缸筒逐支水压；系统气密与疲劳。
• 焊接评定：WPS/PQR；严格预热/层间/后热；必要时回火与硬度回弹。
8) 快速选材建议（按工况）
• 强冲击 + 中等磨损 → Mn13/Mn18（颚板/冲击衬板）。
• 高磨蚀 + 中等冲击 → NM450/500、Hardox 450/500 或堆焊复合板（溜槽/导料板/筛板）。
• 超重载结构 → S690QL/QL1、A514、Q690E（关注 -40℃ 冲击与焊接工艺）。
• 矿浆/尾砂 → Q345/API 5L 厚壁 + 橡胶/陶瓷/PU 内衬；弯头优先陶瓷内衬或加厚。
• 液压缸筒/管路 → EN 10305 E355/E470 精密管（内孔珩磨）；活塞杆 42CrMo + 表面淬硬/镀铬。
• 湿法/药液/强腐蚀 → 316L/2205/2507；极端腐蚀段用 C-276/625 或金属复合覆层。
9) 订货与技术协议要点
• 部件与载荷场景（静载/冲击/磨蚀/温度/介质）
• 钢号与标准（等效标准），交货状态（TMCP/N/Q+T/硬度范围）
• 尺寸（板厚/宽/长；管 OD×WT×L；棒/锻件毛坯与加工余量）
• 性能指标（屈服、冲击温度与吸收功、硬度或硬化层深度）
• 焊接与热处理（预热/层间/后热、焊材牌号、PWHT）
• 防护体系（涂层/内衬/堆焊、表面粗糙度、清洁度）
• 检验与第三方（UT 等级、压力试验、尺寸与硬度、TÜV/SGS/BV/LR 见证）
• 文件追溯（MTC EN 10204 3.1/3.2、热号/批号、过程记录）
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