Cr18Mn3W2（BTMCr18Mn3W2）抗磨铸铁全面技术资料

Cr18Mn3W2（BTMCr18Mn3W2）抗磨铸铁全面技术资料

一、牌号定位与标准归属

需要先做一个重要澄清：用户所写的"Cr18Mn3W2"在国标体系中对应的正式牌号为BTMCr18Mn3W2，执行GB/T 24597-2009《铬锰钨系抗磨铸铁件》
标准，归类为抗磨白口铸铁，而非传统意义上的锻钢或轧制钢材。

该标准适用于冶金、建材、电力等行业在磨料磨损条件下使用的抗磨铸铁件，共规定 6 个牌号，BTMCr18Mn3W2 是其中铬含量最高（16~22%）、钨含量最高（1.5~2.5%）的顶级牌号，耐热温度可达 700℃，在整个铬锰钨系中耐磨耐热等级最高。

二、化学成分分析（wt%）

元素

C

Si

Mn

Cr

W

P

S

下限

2.8

0.3

2.5

16

1.5

上限

3.5

1.0

3.5

22

2.5

≤0.08

≤0.06

注：铬碳比（Cr/C）须 ≥5。

各元素作用：

• 碳（2.8~3.5%）：高碳形成大量共晶碳化物，是耐磨性的根本来源
• 铬（16~22%）：形成 (Cr,Fe)₇C₃ 型高硬度碳化物，硬度可达 HV 1200~1800；同时提高基体耐蚀性
• 锰（2.5~3.5%）：使共晶碳化物中的铬含量降低，从而提高基体中的铬含量，使基体的耐腐蚀性提高，在湿磨条件下提高耐磨铸件的使用寿命；并起到细化材料组织的作用，在保证材料高耐磨性的同时，提高材料的冲击韧度；此外，一部分锰元素溶入基体使残余奥氏体增多到一定程度，使耐磨铸件具有良好的冲击硬化能力，从而取得耐磨性大幅度提高的效果
• 钨（1.5~2.5%）：细化碳化物、稳定组织，提高红硬性与耐热温度（可达 700℃）
• 硅（0.3~1.0%）：脱氧剂，控制得当可改善流动性
• 磷、硫（≤0.08%、≤0.06%）：严格控制的杂质元素

三、热处理工艺

BTMCr18Mn3W2 可进行退火、淬火、回火等热处理，供方可根据需方使用条件选择最有利的供货状态：

• 软化退火：960~1060℃ 加热保温，随后在 680~750℃ 区间缓慢冷却，再缓冷至 600℃ 以下空冷或炉冷。目的是将硬度降至 45 HRC 以下，便于后续机加工
• 硬化（淬火）：950~1050℃ 奥氏体化后快速冷却（风冷或油冷），获得马氏体基体 + 未溶 (Cr,Fe)₇C₃ 碳化物的高硬度组织
• 回火：200~550℃ 区间保温后空冷或炉冷
  • 低温回火（200~300℃）：保持高硬度，用于纯耐磨件
  • 中温回火（400~550℃）：提升韧性，用于抗冲击工况

⚠️ 焊接性较差：如必须焊接，需预热至 300℃ 以上并采用低氢焊条，避免冷裂纹；机加工必须在退火态下进行，且需使用硬质合金刀具。

四、机械性能

按 GB/T 24597-2009 标准规定：

• 软化退火态硬度：≤45 HRC
• 硬化态硬度：≥60 HRC
• 硬度均匀性：铸件断面深度 40% 部位的硬度应不小于表面硬度值的 96%
• 淬硬深度：在风冷硬化条件下，铸件心部硬度达 58 HRC 以上的淬硬深度 ≥ 65mm

与国内外典型的 Cr15Mo3 型高铬铸铁相比，铬锰钨系的耐磨性优于 Cr15Mo3，服役寿命提升 25% 以上，而以锰、钨取代钼还使生产成本降低 3000~4000 元/吨。

由于该材料是高碳白口铸铁，延伸率、冲击功、抗拉强度等常规塑性指标在标准中不强制要求（铸铁以硬度与耐磨性为考核核心）。

五、物理性能

• 密度：7.98 g/cm³ 左右
• 比强度：高
• 弹性模量：大
• 散热性：好
• 消震性：好
• 耐热温度：可达 700℃（铬锰钨系抗磨铸铁中最高的牌号）
• 耐腐蚀性：耐有机物和碱的腐蚀性能好
• 微观组织：硬化态为马氏体基体 + 未溶 (Cr,Fe)₇C₃ 共晶碳化物

六、供应形式

BTMCr18Mn3W2 本质为抗磨铸铁件材料，市面上所谓的"线材、锻件、板材、圆钢"实际上是以下形态的统称：

• 铸件/精铸件：精密铸造、离心铸造、砂型铸造、消失模铸造等工艺生产的成品铸件，单件重量从 0.1kg 起，最小壁厚可达 1.5mm
• 板材/板料：厚度 0.1~100mm（或 6~300mm），包括轧板、锻板等，用于制造耐磨衬板、刮板等
• 圆钢/圆棒：直径 4~300mm，可提供毛圆、车光圆、锻圆、光圆、轧圆等表面状态
• 线材/盘圆：可作为耐磨焊丝坯料或小型耐磨件原料
• 管材：可生产耐磨无缝管
• 锻件：可按图纸定制自由锻件、模锻件，用于大型耐磨备件
• 交货状态：软化退火态或硬化态，由供方按使用条件选择最有利状态交货

七、应用领域

BTMCr18Mn3W2 凭借"高硬度 + 高耐磨 + 耐热 700℃"的综合性能，定位在最严苛的磨料磨损工况：

• 矿山机械：耐磨护板、破碎机衬板、磨矿介质、挖掘机铲斗齿、挖斗、铲斗等磨损部件
• 电力行业：火电厂球磨机衬板（3m 以上球磨机使用寿命 6 年以上，3m 以下达 7 年以上）、磨煤机部件
• 冶金装备：碳套辊、风板、大型井式炉料盘、烧嘴管道、硅钢线炉辊碳套固定环、还原炉舟皿、挤干辊、耐热料斗、滑块、推钢炉水梁滑块、镀锌线辊、渗碳淬火料框等
• 水泥与建材：立磨辊套、磨盘衬板、选粉机叶片
• 石油化工：耐磨管道（堆焊硬度可达 63 HRC，在 500~600℃ 高温工况中仍具高耐磨性）
• 通用机械：轴承、轮毂、齿轮等耐磨机械零件
• 模具与工具：量规、剃刀、锉刀、切削工具、冲裁模、冲压模、弯曲模、精整模

八、材料优势与局限

核心优势

1. 卓越的耐磨性：(Cr,Fe)₇C₃ 碳化物 HV 1200~1800，硬化态 ≥60 HRC，耐磨性优于经典 Cr15Mo3 高铬铸铁 25% 以上
2. 耐热等级最高：在铬锰钨系 6 个牌号中耐热温度达 700℃，居首位，可在中高温磨料磨损工况长期服役
3. 冲击硬化能力：锰元素促使残余奥氏体增多，在冲击载荷下发生加工硬化，表面硬度进一步提升
4. 湿磨工况优势：锰、钨的加入使基体铬含量提高，耐蚀性改善，在湿磨条件下使用寿命显著延长
5. 成本低廉：以锰、钨取代钼，生产成本比同类 Mo 系高铬铸铁降低 3000~4000 元/吨
6. 大截面性能均匀：风冷淬硬深度 ≥65mm，铸件断面深度 40% 部位硬度 ≥ 表面硬度的 96%
7. 耐热+耐磨+耐蚀三位一体：兼具耐高温、耐腐蚀、耐磨损、抗高硫、抗冲击等特性
8. 加工与焊接可处理：退火态可机加工（需硬质合金刀具），预热后可行焊接修复

局限性

• 塑性极低：白口铸铁本质脆性大，不能承受剧烈弯曲与冲击弯曲载荷
• 焊接性差：需 300℃ 以上预热 + 低氢焊条，焊后需热处理
• 机加工困难：硬化态必须使用硬质合金或陶瓷刀具，加工成本高
• 非锻钢属性：用户提到的"线材、锻件、板材、圆钢"在本牌号下实为铸件毛坯或定尺加工料，并非传统热轧/锻造钢材的全谱系供应

⚠️选材提示：BTMCr18Mn3W2 是高碳抗磨白口铸铁，适用于"高磨损 + 中高温 + 可接受低塑性"的工况；若零件需要较高韧性或承受剧烈冲击载荷，应考虑改用 BTMCr18Mn2W（耐热 500℃）或高铬钼铸铁等其他牌号。采购时请核对 GB/T 24597-2009 标准，以硬度（软化退火态 ≤45 HRC、硬化态 ≥60 HRC）作为验收核心指标，并要求供方按使用工况选择最有利的供货状态。